本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高電壓鋰離子軟包電池的化成方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著鋰離子電池在新能源汽車上的推廣應(yīng)用，高電壓軟包鋰離子動(dòng)力電池因其具有更高的能量密度，更長(zhǎng)的續(xù)航里程，促使了高電壓軟包鋰離子電池的向高能量密度及高安全性方向發(fā)展的市場(chǎng)需求。而且，人們對(duì)于高電壓軟包鋰離子電池的電性能，安全性及成本越來越關(guān)注，同時(shí)也給電池生產(chǎn)企業(yè)提出了更高的要求。

對(duì)于高電壓軟包鋰離子電池的生產(chǎn)，其化成方法非常關(guān)鍵，直接影響電池的一致性及電性能，決定了鋰電池的容量發(fā)揮及循環(huán)壽命。鋰離子電池在首次充電過程中會(huì)在電極表面形成一層固體電解質(zhì)相界面膜，即：SEI膜，它可以有效阻止電解液與電極表面材料的反應(yīng)，改善循環(huán)。高鎳三元材料及富鋰材料因其具有較高的克容量，被使用制作高能量密度的鋰離子電池，在新能源汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，目前高鎳材料及富鋰材料在電池制作過程中易吸水，電池中殘留的水分易與電解液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，最終導(dǎo)致電池脹氣，影響了電池的循環(huán)壽命及安全性能，制約了高電壓鋰離子軟包電池的應(yīng)用，而且，現(xiàn)有技術(shù)高電壓軟包鋰離子電池化成過程中的溫度及壓力得不到有效的控制，也對(duì)電池的產(chǎn)氣有很大影響，不利于實(shí)現(xiàn)電池的一致性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電壓鋰離子軟包電池容易產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致電池脹氣的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，包括以下步驟：

S1、將注液完成的軟包電芯進(jìn)行開口真空擱置8-24h，然后封口，再安裝夾具，在壓力為0.05-0.12MPa，溫度為40-50℃下，以第一電流為0.01-0.02C充電至第一截止電壓為3.5-4.0v，擱置8-12min；

S2、在步驟S1的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.03-0.06MPa，溫度為40-50℃下，以第二電流為0.03-0.05C充電至第二截止電壓為4.2-4.6v，擱置8-12min；

S3、在步驟S2的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.01-0.02MPa，溫度為50-60℃下，以第三電流為0.05-0.1C充電至滿電態(tài)電壓為4.5-4.85v，擱置8-12min；

S4、在步驟S3的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.01-0.03MPa，溫度為40-50℃下，以第二電流為0.03-0.05C放電至空電態(tài)電壓為1.8-2.75v，擱置8-12min；

S5、在步驟S4的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.04-0.06MPa，溫度為20-30℃下，以第二電流為0.03-0.05C充電至滿電態(tài)電壓為4.5-4.85v，擱置8-12min；

S6、在步驟S5的基礎(chǔ)上，維持步驟S5的壓力和溫度，以第二電流為0.03-0.05C放電至截止電壓3.85v或50-70％SOC荷電狀態(tài)，保持壓力不變，溫度為25-40℃，擱置1-6h，化成完成。

優(yōu)選的，步驟S1所述壓力為0.1MPa，溫度為45℃下，以第一電流為0.01-0.02C充電至第一截止電壓為3.8v，擱置10min。

優(yōu)選的，步驟S2所述調(diào)整夾具壓力為0.05MPa，溫度為45℃下，以第二電流為0.03-0.05C充電至第二截止電壓為4.4v，擱置10min。

優(yōu)選的，步驟S3所述夾具壓力為0.02MPa，溫度為55℃，擱置時(shí)間為10min。

優(yōu)選的，步驟S4所述夾具壓力為0.02MPa，溫度為45℃，擱置時(shí)間為10min。

優(yōu)選的，步驟S5所述夾具壓力為0.05MPa，溫度為25℃，擱置時(shí)間為10min。

本發(fā)明提供一種高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：

1.本發(fā)明高電壓鋰離子軟包電池的化成方法能夠在電極表面形成較為均勻的固體電解質(zhì)相界面膜(SEI膜)，解決電池脹氣問題，改善電池的循環(huán)性能，本發(fā)明采用電池注液完成后開口真空擱置8-24小時(shí)，有利于電解液充分的浸潤(rùn)，在真空條件下可以使電池內(nèi)氣體充分的排出，同時(shí)可以保證電池一封后的保液量及硬度；

2.本發(fā)明在首次充電時(shí)采用高溫及高壓有利于氣體的產(chǎn)生，在不斷調(diào)整壓力的過程中可以使氣體快速的從極片表面排出，減少氣體對(duì)極片表面SEI的影響，使SEI可以均勻生成；

3.本發(fā)明在化成至滿電態(tài)時(shí)，降低壓力，升高溫度有利于SEI膜的穩(wěn)定性，此時(shí)，電池的狀態(tài)已處在高電壓條件下，由于電解液在高電壓情況易分解產(chǎn)生氣體，而穩(wěn)定的SEI膜可以抑制其分解，在化成結(jié)束后選在一定壓力及溫度條件下擱置，有利于穩(wěn)定SEI，提高電池的電性能及安全性；

4.本發(fā)明采用兩種充滿電的方式，化成結(jié)束采用放電至一定截止電壓或50-70％SOC荷電狀態(tài)，可以使氣體的產(chǎn)生集中在化成階段，有利于改善電池的產(chǎn)氣情況，二次封口之后電池的分容及循環(huán)性能，具有較好的一致性及循環(huán)穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高電壓鋰離子軟包電池的化成方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明不同化成方法得到的高電壓鋰離子軟包電池的電池循環(huán)性能對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例中所使用的電芯封口設(shè)備為鋰離子軟包電池封口的專業(yè)設(shè)備。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，包括以下步驟：

S1、將注液完成的軟包電芯進(jìn)行開口真空擱置12h，然后進(jìn)行抽真空封口，該過程保證了電解液的充分浸潤(rùn)，有利于化成過程的完成，將封口完成的電芯放入可以調(diào)節(jié)壓力的夾具中，設(shè)置夾具壓力為0.1MPa，溫度為45℃下，以第一電流為0.02C充電至第一截止電壓為3.8v，擱置10min；

S2、在步驟S1的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.05MPa，溫度為45℃下，以第二電流為0.05C充電至第二截止電壓為4.4v，擱置10min；

S3、在步驟S2的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.02MPa，溫度為55℃下，以第三電流為0.1C充電至滿電態(tài)電壓為4.7v，擱置10min；

S4、在步驟S3的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.02MPa，溫度為45℃下，以第二電流為0.05C放電至空電態(tài)電壓為2.0v，擱置10min；

S5、在步驟S4的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.05MPa，溫度為25℃下，以第二電流為0.05C充電至滿電態(tài)，擱置10min；

S6、在步驟S5的基礎(chǔ)上，維持步驟S5的壓力0.05MPa和溫度25℃，以第二電流為0.05C放電至截止電壓3.85v或50-70％SOC荷電狀態(tài)，保持壓力0.05Mpa，35℃擱置6h，化成完成。

將本實(shí)施例化成后的電池做循環(huán)性能測(cè)試，如圖2所示，100周循環(huán)后容量保持率91.5％。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，包括以下步驟：

S1、將注液完成的軟包電芯進(jìn)行開口真空擱置12h，然后進(jìn)行抽真空封口，該過程保證了電解液的充分浸潤(rùn)，有利于化成過程的完成，將封口完成的電芯放入可以調(diào)節(jié)壓力的夾具中，設(shè)置夾具壓力為0.05MPa，溫度為45℃下，以第一電流為0.02C充電至第一截止電壓為3.8v，擱置10min；

S2、在步驟S1的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.05MPa，溫度為45℃下，以第二電流為0.05C充電至第二截止電壓為4.2v，擱置10min；

S3、在步驟S2的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.02MPa，溫度為55℃下，以第三電流為0.1C充電至滿電態(tài)電壓為4.7v，擱置10min；

S4、在步驟S3的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.02MPa，溫度為45℃下，以第二電流為0.05C放電至空電態(tài)電壓為2.0v，擱置10min；

S5、在步驟S4的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.05MPa，溫度為25℃下，以第二電流為0.05C充電至滿電態(tài)電壓為4.7v，擱置10min；

S6、在步驟S5的基礎(chǔ)上，維持步驟S5的壓力和溫度，以第二電流為0.05C放電至截止電壓3.85v或50-70％SOC荷電狀態(tài)，保持壓力不變，溫度為25℃，擱置1h，化成完成。

將本實(shí)施例化成后的電池做循環(huán)性能測(cè)試，如圖2所示，100周循環(huán)后容量保持率80％。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，包括以下步驟：

S1、將注液完成的軟包電芯進(jìn)行開口真空擱置8h，然后進(jìn)行抽真空封口，該過程保證了電解液的充分浸潤(rùn)，有利于化成過程的完成，將封口完成的電芯放入可以調(diào)節(jié)壓力的夾具中，設(shè)置夾具壓力為0.05MPa，溫度為40℃下，以第一電流為0.01C充電至第一截止電壓為3.5v，擱置8min；

S2、在步驟S1的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.03MPa，溫度為40℃下，以第二電流為0.03C充電至第二截止電壓為4.2v，擱置8min；

S3、在步驟S2的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.01MPa，溫度為50℃下，以第三電流為0.05C充電至滿電態(tài)電壓為4.5v，擱置8min；

S4、在步驟S3的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.01MPa，溫度為40℃下，以第二電流為0.03C放電至空電態(tài)電壓為1.8v，擱置8min；

S5、在步驟S4的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.04MPa，溫度為20℃下，以第二電流為0.03C充電至滿電態(tài)電壓為4.5v，擱置8min；

S6、在步驟S5的基礎(chǔ)上，維持步驟S5的壓力和溫度，以第二電流為0.03C放電至截止電壓3.85v或50％SOC荷電狀態(tài)，保持壓力不變，溫度為25℃，擱置3h，化成完成。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例高電壓鋰離子軟包電池的化成方法，包括以下步驟：

S1、將注液完成的軟包電芯進(jìn)行開口真空擱置24h，然后進(jìn)行抽真空封口，該過程保證了電解液的充分浸潤(rùn)，有利于化成過程的完成，將封口完成的電芯放入可以調(diào)節(jié)壓力的夾具中，設(shè)置夾具壓力為0.12MPa，溫度為50℃下，以第一電流為0.02C充電至第一截止電壓為4.0v，擱置12min；

S2、在步驟S1的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.06MPa，溫度為50℃下，以第二電流為0.05C充電至第二截止電壓為4.6v，擱置12min；

S3、在步驟S2的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.02MPa，溫度為60℃下，以第三電流為0.1C充電至滿電態(tài)電壓為4.85v，擱置12min；

S4、在步驟S3的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.03MPa，溫度為50℃下，以第二電流為0.05C放電至空電態(tài)電壓為2.75v，擱置12min；

S5、在步驟S4的基礎(chǔ)上，調(diào)整夾具壓力為0.06MPa，溫度為30℃下，以第二電流為0.05C充電至滿電態(tài)電壓為4.85v，擱置12min；

S6、在步驟S5的基礎(chǔ)上，維持步驟S5的壓力和溫度，以第二電流為0.05C放電至截止電壓3.85v或70％SOC荷電狀態(tài)，保持壓力不變，溫度為40℃，擱置5h，化成完成。

綜上所述，本發(fā)明高電壓鋰離子軟包電池的化成方法能夠在電極表面形成較為均勻的固體電解質(zhì)相界面膜(SEI膜)，解決電池脹氣問題，改善電池的循環(huán)性能，本發(fā)明采用電池注液完成后開口真空擱置8-24小時(shí)，有利于電解液充分的浸潤(rùn)，在真空條件下可以使電池內(nèi)氣體充分的排出，同時(shí)可以保證電池一封后的保液量及硬度；

本發(fā)明在首次充電時(shí)采用高溫及高壓有利于氣體的產(chǎn)生，在不斷調(diào)整壓力的過程中可以使氣體快速的從極片表面排出，減少氣體對(duì)極片表面SEI的影響，使SEI可以均勻生成；

本發(fā)明在化成至滿電態(tài)時(shí)，降低壓力，升高溫度有利于SEI膜的穩(wěn)定性，此時(shí)，電池的狀態(tài)已處在高電壓條件下，由于電解液在高電壓情況易分解產(chǎn)生氣體，而穩(wěn)定的SEI膜可以抑制其分解，在化成結(jié)束后選在一定壓力及溫度條件下擱置，有利于穩(wěn)定SEI，提高電池的電性能及安全性；

本發(fā)明采用兩種充滿電的方式，化成結(jié)束采用放電至一定截止電壓或50-70％SOC荷電狀態(tài)，可以使氣體的產(chǎn)生集中在化成階段，有利于改善電池的產(chǎn)氣情況，二次封口之后電池的分容及循環(huán)性能，具有較好的一致性及循環(huán)穩(wěn)定性；

本發(fā)明實(shí)施例主要針對(duì)高電壓軟包鋰離子電池的化成方法，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的化成制度，本發(fā)明的方法可以使SEI在高溫高壓條件下均勻生成，通過調(diào)節(jié)電流大小、壓力及溫度等影響因素，可以使SEI穩(wěn)定生成，改善軟包鋰離子電池在高電壓下的產(chǎn)氣情況。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。