[发明专利]一种硅碳软包锂离子电池的化成方法

说明书

本发明涉及一种硅碳软包锂离子电池的化成方法，属于锂离子电池制备技术领域。本发明的化成方法，包括以下步骤：1)将硅碳软包锂离子电池注液后真空静置，然后一次封边，搁置，得到预处理电池；2)在预处理电池两侧施加0.2～0.8MPa的压力，然后以0.01～0.3C的倍率进行第一次充电，充电至截止电压，静置；再以0.05～3.0C的倍率进行第二次充电，充电至截止电压，然后静置；第一次充电截止电压为3.3～3.8V；第二次充电截止电压为3.5～4.5V。本发明的化成方法，缩短了化成的时间，提高了化成的效率；还能形成稳定的SEI膜，很好地改善电池界面状态；并能减少电池界面的黑斑，提高界面的平整度和硬度。

技术领域

本发明涉及一种硅碳软包锂离子电池的化成方法，属于锂离子电池制备技术领域。

背景技术

随着全球汽车持有量的不断增加，一方面燃油大量消耗引起的能源危机变得日益严重，另一方面汽车尾气排放引起环境污染的程度也越来越严重。人们只有通过技术革新发展，寻找新能源，降低排放，才能缓解汽车需求与环境保护的矛盾。发展以电动汽车为主的新能源汽车和电动汽车，以电能取代石油等化石燃料作为动力成为重要的解决方案之一。锂离子电池以其能量密度高、使用寿命长、绿色环保的优点成为新能源汽车和电动汽车的重要储能装置。

对于新能源汽车，续航里程的提高使高能量密度电池的研发成为当务之急。现阶段商业化锂离子电池负极材料石墨类碳材料，但是其容量密度较低，难以满足新能源汽车高续航里程的要求。虽然硅负极材料中的理论容量最高，但是硅颗粒在脱嵌理时伴随着的体积膨胀和收缩容易导致的颗粒粉化、脱落以及电化学性能失效，在实际应用到受到限制。由于碳不仅具有电化学活性，而且还具有良好的导电性和锂离子渗透性，通过硅碳的复合能够改善硅作为负极材料的存在问题。硅碳负极材料因具有高容量、低脱锂电位、低成本等被认为是下一代锂离子电池极具潜力的负极材料。

碳的引入能够缓解硅的膨胀，但硅碳负极锂离子电池在使用过程中SEI膜仍然会不断溶解和生成。特别是化成过程中形成的SEI膜不均匀不稳定时，会加剧硅碳负极锂离子电池使用过程中SEI膜溶解和生成，严重影响硅碳负极锂离子电池的电化学性能，尤其是循环性能和倍率性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅碳软包锂离子电池的化成方法，能够提高SEI膜的稳定性和均匀性。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种硅碳软包锂离子电池的化成方法，包括以下步骤：

1)将硅碳软包锂离子电池注液后真空静置，然后进行一次封边，搁置，得到预处理电池；

2)然后以0.01～0.3C的倍率对预处理电池进行第一次充电，充电至截止电压，静置；再以0.05～3.0C的倍率进行第二次充电，充电至截止电压；然后静置；第一次充电截止电压为3.3～3.8V；第二次充电截止电压为3.5～4.5V；第一次充电、第二次充电过程中以及第一次充电和第二次充电之间的静置过程中在预处理电池的两个侧面施加0.2～0.8MPa的压力。

本发明的硅碳软包锂离子电池的化成方法，缩短了化成的时间，提高了化成的效率；还能够形成均匀稳定的SEI膜，很好地改善电池界面状态；并能够减少电池界面的黑斑，提高界面的平整度和硬度。

优选的，步骤1)中，所述静置为真空静置，时间为10～30min。采用真空静置有利于正负极片与隔膜间气泡的排除，并能够促进电解液的浸润。

优选的，步骤1)中，所述抽真空的时间为2～9s。抽真空、一次封边处理可以在封边机上进行。在封边机上抽真空、一次封边是先抽真空2～9s，然后一次封边。

优选的，步骤1)中，所述搁置的时间为11～24h。进一步优选的，步骤1)中，所述搁置的温度为40～50℃，时间为11～13h。电池注液后，将电池静置，有利于正负极片和隔膜对电解液的浸润，增加电池保液量，有利于提高其循环性能。