[发明专利]一种锂电池的恒压化成工艺

说明书

本发明提供了一种锂电池的恒压化成工艺，所述恒压化成工艺包括以下步骤：将锂电池静置后进行n个恒压化成阶段，每个恒压化成阶段包括恒压化成和搁置，每个相邻恒压化成阶段中恒压化成电压的差值为ΔV，其中，n≥4，本发明所述恒压化成工艺耗时短，化成效率高，阶梯恒压化成可有效抑制化成产气，降低电池内阻，有效降低化成不可逆容量损失，提高电池能量密度、倍率性能和循环稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂电池的恒压化成工艺。

背景技术

锂电池注液高温静置后需进行化成，从而激活电极材料，在随后的充放电过程中稳定释放容量。化成过程中，电解液在负极表面发生还原反应，形成附着于负极表面的固相电解质界面膜（SEI膜）。SEI膜的成分、结构及电化学稳定性直接影响锂电池充放电速率、循环寿命和安全性能。因此制定合适的化成工艺对改善锂电池性能至关重要。目前工业上常采用较小倍率充放电进行电池化成，通常化成充电倍率为0.01~0.2C，化成时间为10~20h，化成后为了稳定SEI膜结构还需高温老化24~48h，因此化成时长已成为锂电池生产制造的效率瓶颈。为了提升锂电池化成效率，电池工业所采用的措施有：提升化成温度、增加化成电流。然而随着化成温度和电流的增加，SEI膜成膜速度加快，成膜厚度增加，化成过程中不可逆容量损失显著增加。此外，高温、大电流易导致表面SEI缩松不致密，循环稳定性较差，导致电池循环寿命显著衰减。

CN113078363A提供了一种阶梯恒流化成工艺，该化成工艺通过不断提升化成电流进行分步化成，化成总计耗时12h以上，化成效率无明显改善和提高。

CN102760908A提供了一种三阶段阶梯恒流化成工艺，各阶段化成电流逐渐增加，实施例化成总耗时为9~10h，化成效率提升效果不明显。

上述方案所述化成工艺存在有化成时间长且化成效率低的问题，影响锂电池的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池的恒压化成工艺，本发明所述恒压化成工艺耗时短，化成效率高，阶梯恒压化成可有效抑制化成产气，降低电池内阻，有效降低化成不可逆容量损失，提高电池能量密度、倍率性能和循环稳定性。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂电池的恒压化成工艺，所述恒压化成工艺包括以下步骤：

将锂电池静置后进行n个恒压化成阶段，每个恒压化成阶段包括恒压化成和搁置，每个相邻恒压化成阶段中恒压化成电压的差值为ΔV，其中，n≥4，（即第n个恒压化成阶段中恒压化成电压为Vn，前一阶段的恒压化成电压为Vn-1， Vn-Vn-1=ΔV，ΔV＞0）。

本发明充分利用恒压充电时电流衰减规律，所述恒压化成工艺是一种阶梯式恒压化成工艺，该化成工艺可显著提高锂电池化成效率，同时极小电流的修复重构作用显著提高SEI的稳定性，电池内阻降低，电池倍率性能和循环性能明显改善。

本发明所述恒压化成工艺的流程图如图1所示。

优选地，所述恒压化成工艺的起始电压为2.0~2.8V，例如：2.0 V、2.2 V、2.4 V、2.6 V或2.8 V等。

优选地，所述搁置的时间为10~20min，例如：10 min、12 min、15 min、18 min或20min等。

优选地，所述ΔV=0.01~0.5V，例如：0.01 V、0.05 V、0.1 V、0.3 V或0.5 V等。

优选地，所述每个恒压化成阶段中恒压化成的截止条件采用时间截止和/或电流截止。

优选地，所述每个恒压化成阶段采用时间截止时，所述每个恒压化成阶段中恒压化成的截止时间为0.1~1h。