專利名稱：一種動力鋰離子電池的化成方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電池的化成方法，特別涉及一種動力鋰離子電池的化成方法，所述動力鋰離子電池是以鈦酸鋰為負極、以磷酸鐵鋰為正極。
背景技術(shù)：
鈦酸鋰(Li4Ti5O12)是一種“零應變”電極材料，循環(huán)性能好，具有很好的充放電平臺以及可大電流充放電性能，同時還具有很好的抗過充性能、熱穩(wěn)定性能以及安全性能，是鋰離子動力電池的新型材料。如公開號為CN101740816A的中國發(fā)明公開了一種鋰離子二次電池的化成方法， 其中，充電過程包括大電流恒流充電至充電截止電壓和恒壓充電至截止電流，再恒壓充電至截止電流后，將電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體抽去，并封口。此方法能強制在鈦酸鋰負極表面形成 SEI膜，但是形成的SEI膜不均勻并且疏松，影響電池的循環(huán)壽命，而且是采用開口化成的方式，即電池在注液完成后，注液口未進行密封的情況下對電池進行化成，該方法由于電池內(nèi)部與化成的環(huán)境空間直接接觸，會導致電池注液封口前吸收空氣中的水分，水分會與電解液等發(fā)生反應，影響電池性能，給電池安全帶來隱患。如公開號為CN101901941A的中國發(fā)明公開了一種鈦系負極材料鋰離子電池的化成方法，步驟1以電流I1對電池進行恒流限時充電，步驟2以電流I2對電池進行恒流限壓充電，截止電壓V，步驟3以截止電壓V對電池進行恒壓限時充電，該方法由于步驟1和2連續(xù)進行，SEI膜形成任不夠穩(wěn)定，并且也是采用開口化成的方式，同樣存在電池吸水現(xiàn)象，影響電池的安全性能。此外，通過上述現(xiàn)有技術(shù)制成的鈦酸鋰為負極的動力鋰離子電池，在電池使用過程中，鈦酸鋰與電解液反應，生成HF、co2、CO等氣體，影響電池容量、循環(huán)性能以及安全性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服利用上述現(xiàn)有技術(shù)所述方法，形成的SEI膜不均勻、不穩(wěn)定，從而影響電池的循環(huán)壽命問題，以及采用開口化成的方式，導致電池存在吸水現(xiàn)象，從而影響電池的安全性能的問題，本發(fā)明實施例提供了一種動力鋰離子電池的化成方法。所述技術(shù)方案如下—種動力鋰離子電池的化成方法，所述動力鋰離子電池是以鈦酸鋰為負極、以磷酸鐵鋰為正極，所述動力鋰離子電池的化成方法采用閉口化成，具體按照如下步驟操作步驟1，先分三個階段對電池進行恒流充電，各充電階段之間均留有時間間隔，并且第一個階段和第二個階段之間的時間間隔不能少于Mh，其他階段之間的時間間隔為 15 30分鐘，三個恒流充電階段采用不同的充電電流，并且I1 < I3 < 12，其中，I1為第一階段充電電流；12為第二階段充電電流；13為第三階段充電電流；步驟2，再對電池進行恒壓充電；
步驟3，在恒壓充電至截止電流后，將電池放入注液手套箱中，打開注液口，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口。具體地，作為優(yōu)選，第一個階段和第二個階段之間的時間間隔為48h。具體地，作為優(yōu)選，第一階段恒流充電電流為0. OlC 0. 05C，第一階段充電截止電壓為1. 2V 1. 5V ；第二階段恒流充電電流為IC 3C，第二階段充電截止電壓為1. 8V 2. OV ；第三階段恒流充電電流為0. 2C 0. 5C，第三階段充電截止電壓為2. 3V 2. 8V。更優(yōu)選地，所述步驟1中，第一階段恒流充電電流為0. 0IC 0. 02C，第一階段充電截止電壓為1. 5V ；第二階段恒流充電電流為2C 2. 5C，第二階段充電截止電壓為2. OV ；第三階段恒流充電電流為0. 5C，第三階段充電截止電壓為2. 5V。具體地，作為優(yōu)選，所述步驟2中，恒壓充電階段的充電電壓為2. 3 2. 8V，恒壓充電階段截止電流為0.01C。更優(yōu)選地，所述步驟2中，恒壓充電階段的充電電壓為2.5￥，截止電流為0.01(。具體地，作為優(yōu)選，所述閉口化成的溫度為25 60°C。更優(yōu)選地，所述閉口化成的溫度為30 40°C。具體地，作為優(yōu)選，所述步驟3中，手套箱環(huán)境要求水值<20ppm，氧值<50ppm。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例提供一種以鈦酸鋰為負極、以磷酸鐵鋰為正極的動力鋰離子電池化成方法，能有效的促使負極表面形成致密且穩(wěn)定的SEI膜，化成過程中采用閉口化成的方式，避免了電池內(nèi)部吸水，而造成水分與電解液發(fā)生反應，影響電池性能，且在恒壓充電至截止電流后，將電池放入注液手套箱中，打開注液口，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口，有效的改善電池殼體內(nèi)部環(huán)境，避免了電池在使用過程中電池產(chǎn)生鼓脹及延緩電池的性能衰減，提高電池電性能及安全性能。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。本發(fā)明實施例提供了一種動力鋰離子電池的化成方法，所述動力鋰離子電池是以鈦酸鋰為負極、以磷酸鐵鋰為正極，所述動力鋰離子電池的化成方法采用閉口化成，具體按照如下步驟操作步驟1，先分三個階段對電池進行恒流充電，各充電階段之間均留有時間間隔，并且第一個階段和第二個階段之間的時間間隔不能少于Mh，其他階段之間的時間間隔為 15 30分鐘，三個恒流充電階段采用不同的充電電流，并且I1 < I3 < 12，其中，I1為第一階段充電電流；12為第二階段充電電流；13為第三階段充電電流；步驟2，對電池進行恒壓充電；步驟3，在恒壓充電至截止電流后，將電池放入注液手套箱中，打開注液口，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口。具體地，作為優(yōu)選，第一個階段和第二個階段之間的時間間隔為48h。具體地，作為優(yōu)選，第一階段恒流充電電流為0. OlC 0. 05C，第一階段充電截止電壓為1. 2V 1. 5V ；第二階段恒流充電電流為IC 3C，第二階段充電截止電壓為1. 8V 2. OV ；第三階段恒流充電電流為0. 2C 0. 5C，第三階段充電截止電壓為2. 3V 2. 8V。更優(yōu)選地，所述步驟1中，第一階段恒流充電電流為0. OlC 0. 02C，第一階段充電截止電壓為1. 5V ；第二階段恒流充電電流為2C 2. 5C，第二階段充電截止電壓為2. OV ；第三階段恒流充電電流為0. 5C，第三階段充電截止電壓為2. 5V。具體地，作為優(yōu)選，所述步驟2中，恒壓充電階段的充電電壓為2. 3 2. 8V，恒壓充電階段截止電流為0.01C。更優(yōu)選地，所述步驟2中，恒壓充電階段的充電電壓為2.5￥，截止電流為0.01(。具體地，作為優(yōu)選，所述閉口化成的溫度為25 60°C。更優(yōu)選地，所述閉口化成的溫度為30 40°C。具體地，作為優(yōu)選，所述步驟3中，手套箱環(huán)境要求水值< 20ppm，氧值< 50ppm。綜上所述，本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、鈦酸鋰具有在相對與鋰電位為1. 2V的電位下，負極表面會形成SEI膜，在第一階段以小電流恒流對電池充電至1. 2V 1. 5V，且第一個和第二個階段之間時間間隔不能少于Mh，可以使電池形成穩(wěn)定且致密的SEI保護膜，第二階段大電流恒流充電，可以在負極第一階段形成的SEI膜表面再強制形成一層較為疏松的SEI膜，有效的抑制電解液與鈦酸鋰之間的反應，避免電池在使用過程中的氣體的產(chǎn)生。第三階段，再以小電流恒流充電， 可以使正負極活性物質(zhì)得到充分的活化，能有效提高電池的電性能。2、采用閉口化成的方式，電池內(nèi)部與空氣不接觸，避免電池吸水，造成電池性能下降，進一步方案，電池在恒壓充電至截止電流后，將電池放入注液手套箱中，打開注液口，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口，手套箱環(huán)境要求水值< 20ppm，氧值< 50ppm， 有效的改善電池殼體內(nèi)部環(huán)境，避免了電池在使用過程中電池產(chǎn)生鼓脹及延緩電池的性能衰減，提高電池電性能及安全性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動力鋰離子電池的化成方法，其特征在于，所述動力鋰離子電池是以鈦酸鋰為負極、以磷酸鐵鋰為正極，所述動力鋰離子電池的化成方法采用閉口化成，具體按照如下步驟操作步驟1，先分三個階段對電池進行恒流充電，各充電階段之間均留有時間間隔，并且第一個階段和第二個階段之間的時間間隔不能少于Mh，其他階段之間的時間間隔為15 30 分鐘，三個恒流充電階段采用不同的充電電流，并且I1 < I3 < 12，其中，I1為第一階段充電電流；12為第二階段充電電流；13為第三階段充電電流；步驟2，再對電池進行恒壓充電；步驟3，在恒壓充電至截止電流后，將電池放入注液手套箱中，打開注液口，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口。
2.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述步驟1中，第一個階段和第二個階段之間的時間間隔為48h。
3.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述步驟1中，第一階段恒流充電電流為0. OlC 0. 05C，第一階段充電截止電壓為1. 2V 1. 5V ；第二階段恒流充電電流為IC 3C，第二階段充電截止電壓為1. 8V 2. OV ；第三階段恒流充電電流為0. 2C 0. 5C，第三階段充電截止電壓為2. 3V 2. 8V。
4.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述步驟1中，第一階段恒流充電電流為0. OlC 0. 02C，第一階段充電截止電壓為1. 5V ；第二階段恒流充電電流為2C 2. 5C， 第二階段充電截止電壓為2. OV ；第三階段恒流充電電流為0. 5C，第三階段充電截止電壓為 2. 5V。
5.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述步驟2中，恒壓充電階段的充電電壓為2. 3 2. 8V，恒壓充電階段截止電流為0. OlC0
6.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述步驟2中，恒壓充電階段的充電電壓為2. 5V，截止電流為0. OlC0
7.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述閉口化成的溫度為25 60°C。
8.如權(quán)利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述閉口化成的溫度為30 40°C。
9.如權(quán)利要求1-8任一項權(quán)利要求所述的化成方法，其特征在于，所述步驟3中，手套箱環(huán)境要求水值< 20ppm，氧值< 50ppm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動力鋰離子電池的化成方法，是以鈦酸鋰為負極、以磷酸鐵鋰為正極，采用閉口化成方式，具體步驟為先分三個階段對電池進行恒流充電，再對電池進行恒壓充電，在恒壓充電至截止電流后，將電池放入注液手套箱中，打開注液口，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口。本發(fā)明實施例所述方法能有效的促使負極表面形成致密且穩(wěn)定的SEI膜，化成過程中采用閉口化成的方式，避免了電池內(nèi)部吸水而造成水分與電解液發(fā)生反應，影響電池性能的問題，且在恒壓充電至截止電流后，真空抽去電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體后再密封注液口，有效的改善電池殼體內(nèi)部環(huán)境，避免了電池在使用過程中電池產(chǎn)生鼓脹及延緩電池的性能衰減，提高電池電性能及安全性能。
文檔編號H01M10/44GK102324572SQ20111029492
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者張海濱, 王軍 申請人:奇瑞汽車股份有限公司