[发明专利]一种磷酸铁锂电池化成陈化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸铁锂电池化成陈化方法，能有效提高磷酸铁锂电池首次分容容量和低电压挑选效率。

背景技术

目前磷酸铁锂电池化成方法大多为小电流或变电流充电数小时，化成结束时电压范围在3.2-3.4V。化成后陈化温度在45℃，陈化时间一般为24小时。该工艺方法存在以下不足：在分容时首次容量发挥偏低，充放电循环时仍有较大容量恢复；陈化后低电压漏选率较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效提高磷酸铁锂电池首次分容容量和低电压挑选效率的磷酸铁锂电池化成陈化方法。

本发明的技术解决方案是：

一种磷酸铁锂电池化成陈化方法，包括以下步骤：

① 采用变电流阶梯式充电化成工艺；

② 再将电池恒流充电至高电压状态；

③ 化成结束的电池高电压状态下高温陈化；

④ 挑选出陈化时压降较大的电池，压降合格电池上柜分容；

⑤ 分容工艺只需采用简单的充放电工步。

本发明步骤                                                中所述的变电流阶梯式充电分为三步：

工步1：化成环境温度范围为25-40℃，将电池以0.04-0.06C范围电流恒流充2-3小时，上限电压3.4-3.6V；

工步2：再以0.10-0.15C范围电流恒流充2-3小时，上限电压3.6-3.9V；

工步3：最后以0.20-0.30C范围电流恒流充1-2小时,上限电压3.70-3.90V。

本发明步骤②中恒流充电电流范围为0.10-0.20C，充电截止电压即高电压状态的范围为3.70-3.90V。

本发明步骤中高温陈化温度范围为40-50℃，高电压范围为3.70-3.90V，陈化时间16-48小时。

本发明步骤的工艺为：化成结束6-8小时后测量首次电压，然后放置于40-50℃老化房中陈化16-48小时，再次测量电压，挑选出压降大的电池。

本发明步骤为:先0.50C恒流放电至2.0V，再0.20C恒流充电至3.65V，3.65V恒压直至电流降为0.02C，最后0.50C恒流放电至2.0V，即为分容容量。

本发明提高磷酸铁锂电池首次分容容量，利于电池按容量分档；提高锂离子电池低电压挑选效率，与现有技术相比，本发明的优点还在于：

1.高电压高温陈化后磷酸铁锂电池首次分容容量较高，节省了后续容量恢复时间，更方便电池按容量分档。

2.高电压高温陈化锂离子电池压降更大，更有利于挑选出潜在的低电压电池，提高成组电池一致性。

附图说明

图1为本发明化成方法中电压随时间变化曲线图。

图2为本发明化成方法中电流随时间变化曲线图。

具体实施方式

1.电池主要材料体系

正极活性物质为磷酸铁锂，分散剂为NMP；负极活性物质为石墨，分散剂为水。电解液主要成分为EC、DEC和LiPF₆。隔膜材质为聚丙烯和聚乙烯树脂的复合膜。

2.化成陈化方式

如图1、图2对上述材料体系7Ah电池按以下步骤进行化成：

①化成环境温度为35℃，先将电池0.05C恒流充3小时，上限电压3.4V；

②再0.10C恒流充2小时，上限电压3.6V；

③再0.20C恒流充2小时，上限电压3.9V；

④最后将电池0.10C恒流充电至3.9V。

化成结束后的电池搁置6小时待电压稳定，然后存放于50℃环境下陈化24小时，记录陈化前后电池电压，两次电压差即为陈化压降。

挑选出陈化压降＞25mV的电池，压降≤25mV的电池上柜分容。

     3.分容工步设置

先0.50C恒流放电至2.0V，再0.20C恒流充电至3.65V，3.65V恒压直至电流降为0.02C。最后0.50C恒流放电至2.0V，所得容量即为分容容量。

本实施例化成方法中电压随时间变化曲线如图1所示。

本实施例化成方法中电流随时间变化曲线如图2所示。