專利名稱：：一種提高錳酸鋰鋰離子電池穩(wěn)定性能和循環(huán)性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電池領(lǐng)域的技術(shù)改進(jìn)工藝，特別是提高錳酸鋰鋰離子電池穩(wěn)定性能和循環(huán)性能的方法。
背景技術(shù)：
：隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭和其造成的污染日益嚴(yán)重，各國政府對(duì)新能源汽車的期待越來越強(qiáng)烈，期待它的出現(xiàn)能夠緩解目前我們所面臨的日益嚴(yán)峻的能源、環(huán)境壓力。作為新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)一電池技術(shù)因而被提到了一個(gè)重要的位置。在目前所有的電池技術(shù)中，鋰離子動(dòng)力電池由于在能量密度、功率性能等方面的優(yōu)勢(shì)而成為研究人員的首選。在綜合考慮了安全性、壽命、價(jià)格等因素后，目前被廣泛采用的鋰離子動(dòng)力電池主要是錳酸鋰體系。然而目前錳酸鋰鋰離子電池仍然存在擱置性能較差，循環(huán)壽命并未達(dá)到人們所期待的目標(biāo)等問題。因此，提高錳酸鋰鋰離子電池的循環(huán)壽命和穩(wěn)定性成為了各國研究人員所關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)此，各國學(xué)者采取了一系列有效的措施，如CN101154751A號(hào)發(fā)明專利就提到了一種抑制錳酸鋰正極材料容量損失的方法，主要說明了錳酸鋰電池在何種狀態(tài)下擱置才能達(dá)到電池容量衰減的最小值，有一定的可取之處；作者SungBinPark(JournalofPowerSources,2008,180:597-601)采用在電池正才及才及片制作過程中在漿料中摻雜的方法來提高錳酸鋰電池的循環(huán)壽命，并取得了較為可觀的實(shí)驗(yàn)效果。在綜合考慮了影響錳酸鋰鋰離子電池性能的各種因素，以及在生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)中的可操作性后，作者提出了一種能明顯改善錳酸鋰鋰離子電池循環(huán)性能和穩(wěn)定性的技術(shù)工藝，即將預(yù)充完的電池在一定的荷電狀態(tài)、溫度下保持一定的時(shí)間。該工藝的應(yīng)用，明顯的提高了錳酸鋰電池的循環(huán)性能，改善了擱置性能，這為提高錳酸鋰鋰離子電池在未來的廣泛應(yīng)用增添了必須的竟?fàn)巸?yōu)勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種旨在提高錳酸鋰鋰離子電池穩(wěn)定性能和循環(huán)性能的技術(shù)工藝。一種提高錳酸鋰鋰離子電池穩(wěn)定性能和循環(huán)性能的工藝，該方法包括將化成后的錳酸鋰鋰離子電池在一定荷電狀態(tài)下，一定溫度下保持一段時(shí)間。不同單位可根據(jù)自己具備的實(shí)際條件相應(yīng)選擇荷電狀態(tài)、溫度和時(shí)間。優(yōu)選荷電狀態(tài)S0C為20%~80%，溫度為-20°C~60°C,保持的時(shí)間為1-30天。這種工藝將使鋰離子電池在預(yù)充電階段時(shí)形成的SEI膜的穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而改善錳酸鋰鋰離子電池后續(xù)的循環(huán)壽命和擱置性能，具體步驟包括在電池化成后，在一定荷電狀態(tài)下對(duì)電池進(jìn)行不同時(shí)間和溫度的處理，設(shè)定的SOC值為20%-80%，優(yōu)選為一定20%-60%,最佳為40%;時(shí)間范圍是1-30天，優(yōu)選為3-15天，最佳為10天；溫度范圍是-2(TC至6(TC，優(yōu)選為-10-45。C,最佳為40。C。在進(jìn)行不同參數(shù)設(shè)定組合時(shí)，作者采用了正交實(shí)驗(yàn)法，充分考慮了三個(gè)參數(shù)存在的各種可能，并對(duì)其——進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證、比較。同未進(jìn)行這種工藝處理的錳酸鋰鋰離子電池性能比較，采用本發(fā)明所闡述的技術(shù)工藝后電池的循環(huán)壽命顯著的提高；電池的倍率放電性能、擱置性能得到明顯的改善。具體實(shí)施例方式首先進(jìn)行錳酸鋰鋰離子電池的制作工藝①正極的涂布將錳酸鋰正極材料、炭黑、KS-15、聚偏二氟乙稀(PVDF)按照一定比例混合、攪拌，然后將漿料在涂布機(jī)上均勻的涂覆在鋁箔上，并將涂好的極片進(jìn)行烘烤、輥壓、裁片，最終得到正極極片；②負(fù)極的涂布將石墨、炭黑、LA-132、羧曱基纖維素(CMC)按照一定比例混合、攪拌，然后將漿料在涂布機(jī)上均勻的涂覆在銅箔上，并將涂好的極片進(jìn)行烘烤、輥壓、裁片，最終得到負(fù)極極片；③將①、②得到的正負(fù)極片經(jīng)過配組、疊片、封裝工藝，制備好電池芯；注液工藝，注入1.0mol/LLiPF6(EC:DEC:DMC-l:l:l)型的電解液；1.0mol/LLiPF6(EC:DEC:DMC4:l:l)指LiPF6溶解于體積比為1:1:1的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二曱酯(DMC)的混合溶液中形成濃度為lmol/L的電解液；⑤進(jìn)行預(yù)充化成工藝；⑥進(jìn)行本發(fā)明所闡述的工藝。實(shí)施例實(shí)施例1:將化成后的錳酸鋰鋰離子電池在荷電狀態(tài)SOC為30%、25。C下保持7天，經(jīng)過這種處理后的電池的性能與未進(jìn)行此工藝處理的結(jié)果比較如下表所列常溫循環(huán)性能高溫?cái)R置性能倍率放電性能循環(huán)次數(shù)衰減率容量保持率容量恢復(fù)率0.3C1C3C5C未處理1200.61%087.21%93.36%100%98.31%94.37%88.48%處理11200.3796。89.16%95.17%100%99.90%97.19%92.11%結(jié)果表明經(jīng)過處理后的電池在以上三項(xiàng)性能指標(biāo)的對(duì)比中都要比未經(jīng)過處理的電池優(yōu)異。(其中常溫循環(huán)為1C的循環(huán)；高溫?cái)R置為60。C下保持7天;倍率放電以0.3C倍率的放電容量為基準(zhǔn)。下同。)實(shí)施例2:將化成后的錳酸鋰鋰離子電池在荷電狀態(tài)SOC為40%、25。C下保持5天，經(jīng)過這種處理后電池的性能與未進(jìn)行此工藝處理的結(jié)果比較如下表所列<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>結(jié)果表明經(jīng)過處理后的電池在以上三項(xiàng)性能指標(biāo)的對(duì)比中都優(yōu)于未經(jīng)過處理的電池性能。實(shí)施例3:將化成后的錳酸鋰鋰離子電池在荷電狀態(tài)SOC為50%、4(TC下保持7天，經(jīng)過這種處理后電池的性能與未進(jìn)行此工藝處理的結(jié)果比4交如下表所列-<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>結(jié)果表明經(jīng)過處理后的電池在以上三項(xiàng)性能指標(biāo)都得到明顯的改善。實(shí)施例4:將化成后的錳酸鋰鋰離子電池在荷電狀態(tài)SOC為30%、4(TC下保持10天，經(jīng)過這種處理后電池的性能與未進(jìn)行此工藝處理的結(jié)果比較如下表所列<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>結(jié)果表明經(jīng)過處理后的電池在以上三項(xiàng)性能指標(biāo)的對(duì)比中都要優(yōu)于未經(jīng)過處理的電池性能。權(quán)利要求1.一種提高錳酸鋰鋰離子電池循環(huán)壽命和整體穩(wěn)定性的工藝方法，該方法包括將化成后的錳酸鋰鋰離子電池在一定荷電狀態(tài)下，一定溫度下保持一段時(shí)間。2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝方法，在確定荷電狀態(tài)、溫度和時(shí)間時(shí)釆用正交試—驗(yàn)法。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，該方法用于錳酸鋰鋰離子電池生產(chǎn)工藝中的預(yù)充化成階^:。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，所述的荷電狀態(tài)SOC為20%-80%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝方法，所述溫度為-2(TC-60'C。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝方法，所述時(shí)間為1-30天；7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的工藝方法，該方法適合于所有的4孟酸裡電、池體系。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，不同單位根據(jù)自己具備的實(shí)際條件相應(yīng)選擇荷電狀態(tài)、溫度和時(shí)間。全文摘要一種提高錳酸鋰鋰離子電池穩(wěn)定性能和循環(huán)性能的工藝，該方法包括將化成后的錳酸鋰鋰離子電池，在荷電狀態(tài)SOC為20％～80％，溫度為-20℃～60℃下保持1-30天。這種工藝將使鋰離子電池在預(yù)充電階段時(shí)形成的SEI膜的穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而改善錳酸鋰鋰離子電池后續(xù)的循環(huán)壽命和擱置性能。文檔編號(hào)H01M10/40GK101504995SQ20091007768公開日2009年8月12日申請(qǐng)日期2009年2月11日優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日發(fā)明者魯其,劉曙光,吳寧寧,安富強(qiáng),徐金龍,范茂松,雷向利申請(qǐng)人:中信國安盟固利新能源科技有限公司