[发明专利]一种实现锂离子电池二次寿命的方法和应用

说明书

本发明提供了一种实现锂离子电池二次寿命的方法和应用，涉及锂离子电池技术领域。在锂离子电池的电池容量衰减至60％～80％时对其进行排气、补液和封口，实现锂离子电池的二次寿命；其中，所述锂离子电池的正极活性物质中，锰酸锂的质量含量不小于40％，富锂锰的质量含量不大于20％，且满足正极活性物质中锰酸锂的质量含量最大。本发明解决了锂离子电池性能再生及其安全性的技术问题，在保证锂离子电池首次寿命的前提下，通过排气、补液和封口实现了锂离子电池的第二次寿命，使电池性能恢复至无损；使性能衰减快、容量跳水的锂离子电池重新达到二次利用的标准，有效提高电池的使用周期，充分发挥锂离子电池的价值。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种实现锂离子电池二次寿命的方法和应用。

背景技术

锂离子电池性能衰减的主要原因为正极材料或负极材料的衰减，以及电解液的消耗。正负极材料衰减包括过渡金属的溶解、颗粒破碎、晶相的变化等等。如何对这些性能退化的电池进行性能修复及二次梯级再利用并充分发挥锂离子电池的价值，已经成为行业内和学术界的重点攻关项目，越来越受到行业的重视。

中国发明专利CN106654384B公开了一种软包锂电池二次排气与补充电解液的方法和设备，包括如下步骤：预先将铝塑膜的边缘冲切出用于安装排气补液管的预置槽，之后将裸电芯与铝塑膜进行封装得到电芯，同时将排气补液管的一端伸入至铝塑膜的预置槽中与电芯内部连通，排气补液管的另一端密封。将电芯制成电池成品并使用至容量衰减时，将排气补液管的密封端裁切掉后对容量衰减的电芯进行真空排气；在惰性气体环境下通过排气补液管将电解液注入经过真空排气的电芯中；在惰性气体环境下将排气补液管再次进行热封装。该发明通过预留补液管的方式实现电池的二次寿命，但依旧存在技术问题：软包电池的封口处需要折边以减少电芯尺寸，会使电池容量降低；同时当实际应用中产生振动时会导致折边带动补液管损伤内部电芯，存在一定安全风险。

中国发明专利CN110676532B公开了一种新能源锂电池胀气修复方法，可解决电池胀气后内部结构受损导致电池功能报废及存在安全风险的技术问题。包括以下步骤：S100、去除胀气锂电池注液口密封胶，露出注液口的小钢珠；S200、去除胀气锂电池注液口的小钢珠；S300、往胀气锂电池注液口内部注入惰性气体；S400、采用气缸控制对胀气锂电池进行排气；S500、封闭锂电池注液口。该发明解决了胀气锂电池由于内部严重鼓胀导致无法继续使用的技术问题，但仍存在其他技术问题，如未考虑正极材料体系问题，以及并不适用于除胀气外其他的锂离子电池报废情况。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种实现锂离子电池二次寿命的方法，所述的方法解决了锂离子电池性能再生及其安全性的技术问题，在保证锂离子电池首次寿命的前提下，通过排气、补液和封口实现了锂离子电池的第二次寿命，电池性能恢复至无损；使性能衰减快、容量跳水的锂离子电池重新达到二次利用的标准，有效提高电池的使用周期，充分发挥锂离子电池的价值。

本发明的第二目的在于提供一种锂离子电池的制备方法，通过该方法制得的锂离子电池具有二次寿命，使用周期长，安全性能好，原料利用率高。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种实现锂离子电池二次寿命的方法，在所述锂离子电池的电池容量衰减至60％～80％时，对所述锂离子电池进行排气、补液和封口，实现锂离子电池的二次寿命；

其中，所述锂离子电池的正极活性物质中，锰酸锂的质量含量不小于40％，富锂锰的质量含量不大于20％；

优选地，所述锂离子电池的正极活性物质中，锰酸锂的质量含量最大。

作为一种优选的实施方式，所述排气包括：在所述锂离子电池的壳体或壳盖上钻得通孔；

作为另一种优选的实施方式，所述排气包括：打开所述锂离子电池的金属盖、防爆阀、安全阀和密封胶中的至少一种。