專利名稱：：一種電池化成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電池化成方法，特別涉及一種鋰離子二次電池化成方法。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池是一種新型的化學(xué)電源，因其具有能量密度大、工作電壓高、壽命長、環(huán)保的特點，廣泛應(yīng)用于移動電話等便攜式電子產(chǎn)品中?；墒侵笇﹄姵剡M行首次充放電的過程。鋰離子二次充電電池的化成步驟是制造電池的重要階段，化成關(guān)系到電池的容量高低、自放電性能等多方面的品質(zhì)。目前鋰離子二次充電電池采用的化成方法是先以0.01C-1C的電流進行小電流恒流充電，再以0.05C-10C的大電流恒流充電，然后在30-8(TC陳化0.5-160小時。通過該方法化成的鋰離子二次電池在儲存的時候自放電現(xiàn)象嚴重，低電壓電池比率大的問題，嚴重影響鋰離子二次電池的性能，還造成能源的浪費。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是現(xiàn)有化成方法中生產(chǎn)的電池自放電現(xiàn)象嚴重，電池低電壓比率高。本發(fā)明的發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)造成電池自放電現(xiàn)象嚴重的根本原因是金屬雜質(zhì)引發(fā)的鋰枝晶所導(dǎo)致的，由于電芯正極中的金屬雜質(zhì)(主要為Fe和Ni)會在首次充電過程中聚集到負極表面，以大晶粒形態(tài)呈現(xiàn)，采用現(xiàn)有技術(shù)的化成方法，大晶粒的金屬雜質(zhì)會堵塞在石墨層間空隙，造成Li+無法嵌入，從而Li+堆疊在金屬單質(zhì)上形成鋰枝晶，容易誘發(fā)電池內(nèi)部微短路，造成鋰電池自放電嚴重，低電壓電池比率大。本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，第一階段以恒流充電至V2伏特，然后在V廠^伏特循環(huán)恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至V3伏特，電壓K<電壓V2<電壓V3。本發(fā)明提供的方法，以恒流充電至、伏特，然后在V廠^伏特循環(huán)充放電至少1次，可以使金屬雜質(zhì)Fe和Ni在正負極上往返運動，打散其在首次充電中形成的大晶粒，變成更多的小顆粒散布在負極表面，這樣即使Li+無法嵌入到石墨層內(nèi)而堆疊在金屬單質(zhì)上，也會因為顆粒直徑較小而不會形成能影響電池微短路的鋰枝晶。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明可以有效抑制電池自放電現(xiàn)象，降低低電壓電池比率，避免能源浪費。具體實施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明?！N鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，第一階段以恒流充電至v2伏特，然后在V廠^伏特循環(huán)恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至v3伏特，電壓<電壓v2<電壓v3。所述化成溫度為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，本發(fā)明電池的化成溫度優(yōu)選為20-40°C。所述V廠^伏特循環(huán)恒流充放電是指從V2伏特以恒流放電至K伏特，再從K伏特以恒流充電V2伏特為一次V廠^伏特循環(huán)恒流充放電。其中，電壓VJ尤選為2.3-2.5V，更優(yōu)選為2.45_2.5V;電壓V2優(yōu)選為3.5_3.7V，更優(yōu)選為3.5-3.55V;電壓V3優(yōu)選為3.85-4.0V，更優(yōu)選為3.85-3.95V。其中，恒流充電電流為0.01-0.IC，優(yōu)選第一階段恒流充電電流為0.02-0.05C，第二階段恒流充電電流為0.08C-0.1C;其中，放電電流為0.01-0.1C，優(yōu)選為0.03-0.08C。其中，在V廠^伏特循環(huán)充放電的次數(shù)優(yōu)選為2-10次，進一步優(yōu)選為，在V廠^伏特循環(huán)充放電的次數(shù)為2-5次。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，循環(huán)充放電的次數(shù)在10次以內(nèi)，每次循環(huán)充放電對于電池化成的效果增加非常顯著，同時化成時間較短。該化成方法優(yōu)選在第一階段以恒流充電至、伏特之后，將電池放置，放置時間一般為2-15分鐘。還可以優(yōu)選在第一階段完成之后，第二階段之前，將電池陳化，一般陳化3天。該化成方法對電池進行化成的設(shè)備為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，一般來說，在向密封有極芯的電池殼體內(nèi)注入電解液之后，用膠紙將注液孔封住，然后將電池放置在充電裝置的卡具上，充電裝置的正極卡具對應(yīng)鋰離子電池的正極，充電裝置的負極卡具對應(yīng)鋰離子電池的負極，設(shè)置好充電電流后對電池進行化成，化成完成后密封注液孔。下面將通過實施例對本發(fā)明作進一步地具體說明。實施例1取1萬只正常生產(chǎn)的注液后電池LP463446ARU，用0.03C電流充電至3.4V后，放置5分鐘后以0.05C的放電電流和0.03C的充電電流在3.4V_2.3V循環(huán)充放電4次，充電電流0.03C，放電電流0.05C，并密封注液孔。陳化3天后繼續(xù)用0.1C將電池恒流充電到4.IV后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A1。實施例2取1萬只正常生產(chǎn)的注液后電池LP463446ARU，用0.03C電流充電至3.5V后，放置5分鐘后以0.05C的放電電流和0.03C的充電電流在3.5V-2.3V循環(huán)充放電2次，充電電流0.03C，放電電流0.05C，并密封注液孔。陳化3天后繼續(xù)用0.1C將電池恒流充電到3.85V后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A2。實施例3取1百萬只正常生產(chǎn)的注液后電池LP463446ARU，用0.05C電流充電至3.7V，擱置5分鐘后以0.08C的放電電流和0.05C的充電電流在3.5V_2.3V循環(huán)充放電2次。繼續(xù)用0.05C電流恒流充電至3.7V，并密封注液孔。陳化3天后繼續(xù)用0.1C將電池恒流充電到4.OV后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A3。實施例4取1百萬只正常生產(chǎn)的注液后電池LP463446ARU，用0.04C電流充電至3.53V，擱置5分鐘后以0.05C的放電電流和0.04C的充電電流在3.5V_2.3V循環(huán)充放電2次。繼續(xù)用0.04C電流恒流充電至3.55V，并密封注液孔。陳化3天后繼續(xù)用0.09C將電池恒流充電到3.95V后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A4。比較例取1百萬只正常生產(chǎn)的注液后電池LP463446ARU，用0.05C電流直接充電至3.7V后密封注液孔，不再進行循環(huán)。陳化3天后繼續(xù)用0.1C將電池恒流充電到3.85V后完成化成，得到化成后的鋰離子電池D1。低電壓比率測試將實施例1-3和比較例1得到的化成后的鋰離子電池Al-A3和Dl，在常溫下直接恒壓充電至4.2V，充電截至電流20mA。然后以0.5C放電至3.OV，最后將電池用0.3C恒流恒壓至3.82-3.86V，儲存30天，電壓低于3.OV的電池占電池總數(shù)的比率定義為低電壓比率，結(jié)果如表l所示。初始容量測試將實施例1-3和比較例1得到的化成后的鋰離子電池Al-A3和Dl，在常溫下直接恒壓充電至4.2V，充電截至電流20mA。然后以0.5C放電至3.0V，測定得到電池放電的初始容量，結(jié)果如表2所示。表1儲存30天后低電壓比率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1可以看出，實施例的電池A1-A3的低電壓比率均處于1600ppm之下，也就是在1百萬電池在儲存30天后只有少于1600只電池的電壓小于3.OV，而對比例1的電池有5733只的電壓小于3.0V。對比例的低電壓比率是實施例1-3的三倍多。由此可見，本發(fā)明有效抑制電池自放電現(xiàn)象嚴重的問題。表2電池放電的初始容量分布比率(電池的設(shè)計容量為800mAh)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>容量分布AlA2A3A4Dl<760mAh2.21%2.07%2.51%1.58%1.67%從表2可以看出，實施例Al-A3和對比例Dl的產(chǎn)品初始容量分布基本相同?？梢姳景l(fā)明的方法幾乎沒有造成電池活性材料不可逆轉(zhuǎn)的浪費，對電池容量基本沒有影響。綜上所述，可見本發(fā)明可以有效抑制電池在儲存過程中的自放電現(xiàn)象，降低低電壓電池比率，避免能源浪費。同時并不影響電池的初始容量比率分布，依然保持高容量分布。權(quán)利要求一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，其特征在于第一階段以恒流充電至V2伏特，然后在V2-V1伏特循環(huán)恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至V3伏特，電壓V1＜電壓V2＜電壓V3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于所述電壓K為2.3-2.5伏特，所述電壓V2為3.5-3.7伏特，所述電壓V3為3.85-4.0伏特。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化成方法，其特征在于所述電壓K為2.45-2.5伏特，所述電壓V2為3.5-3.55伏特，所述電壓V3為3.85-3.95伏特。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于在V廠^伏特循環(huán)充放電的次數(shù)為2-10次。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化成方法，其特征在于在V廠^伏特循環(huán)充放電的次數(shù)為2-5次。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于所述恒流充電的電流和恒流放電的電流均為0.01-0.1C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于所述第一階段的恒流充電的電流為0.02-0.05C，所述第二階段的恒流充電的電流為0.08C-0.1C;所述恒流放電的電流為0.03-0.08C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于在所述第一階段以恒流充電至V2伏特之后，還包括對電池放置2-15分鐘。全文摘要本發(fā)明公開了一種電池化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，第一階段以恒流充電至V2伏特，然后在V2-V1伏特循環(huán)恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至V3伏特，電壓V1＜電壓V2＜電壓V3。本發(fā)明可以避免金屬雜質(zhì)形成鋰枝晶，從而有效抑制電池自放電效應(yīng)，降低電池低電壓比率。文檔編號H01M10/38GK101714665SQ20081021667公開日2010年5月26日申請日期2008年10月7日優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日發(fā)明者劉衛(wèi)平,鄧慧芬,雷裕東申請人:比亞迪股份有限公司