專利名稱：鋰離子電池化成方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種本發(fā)明涉及硬殼(不銹鋼殼、鋁殼、塑料外殼等)鋰離子電池化成方法及裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于不可再生能源危機(jī)和環(huán)境污染嚴(yán)重，加速了綠色環(huán)保高性能鋰離子電池的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域由數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域延伸到交通動(dòng)力，儲(chǔ)能、航天、通信備用電源等領(lǐng)域；對(duì)鋰離子電池的需求也由原先的幾百毫安時(shí)發(fā)展到上百甚至上千按時(shí)。出于安全性、加工性，現(xiàn)在高容量鋰離子電池多以硬殼為主。目前硬殼鋰離子電池生產(chǎn)中，處硬殼圓柱電池外，多使用注液孔開口化成方法，這樣可以讓電池內(nèi)外氣壓保持平衡，以便于換成氣體的排除。但是該方法實(shí)施過程中存在很多缺陷:鋰離子電池的首次化成生成固體電解質(zhì)中間相膜(SEI)的充電過程產(chǎn)生負(fù)極極化現(xiàn)象，進(jìn)而引起溶劑發(fā)生電化學(xué)還原而產(chǎn)生氣體。氣體的存在必然會(huì)導(dǎo)致電池的膨脹、電解液的外溢、電池外觀的腐蝕、容量偏低。外溢的電解液又會(huì)與空氣中的水分反應(yīng)產(chǎn)生有毒、強(qiáng)腐蝕性氣體,對(duì)化成設(shè)備及化成輔助設(shè)備有腐蝕性；且化成過程中也會(huì)產(chǎn)生有毒性氣體，如對(duì)這些氣體不收集，集中處理，而直接排放到車間或外界環(huán)境中，這些氣體會(huì)污染環(huán)境，嚴(yán)重影響職工身體健康；開口化成，免不了空氣向電池內(nèi)的擴(kuò)散，這樣會(huì)減小了電池容量，為了防止或減少空氣的倒吸、電解液的外溢傳統(tǒng)的解決辦法是:1)控制化成車間濕度，一般要求車間相對(duì)濕度在30%以下；2)在注液后或化成前，用膠帶和膠套把注液孔封上，但是這樣就會(huì)造成化成過程中生成的氣體無法排除化，使電池內(nèi)部一直存在一定的正壓，致使電池膨脹，且這些氣體在電芯內(nèi)部形成許多絕緣區(qū)域，致使極群各區(qū)域化成不均勻，負(fù)極無法形成均勻穩(wěn)定的SEI膜，在大電流充電時(shí)，可能會(huì)造成析鋰，鼓殼等，影響電池的安全，且也會(huì)影響電池內(nèi)阻，影響電池的大電流放電性能。除開口化成外，也有不少專家提出了真空化成或負(fù)壓化成，這樣雖有利于電池化成生成氣體的排除，但是這樣只會(huì)加重電解液的外溢，外溢的電解液腐蝕真空箱或者真空管道；且負(fù)壓化成通常是把整個(gè)電池放在一個(gè)負(fù)壓容器器進(jìn)行化成，很難實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，且操作不便；還有就是鋰離子電池在整個(gè)的化成過程中，并不是一直保持負(fù)壓就有利于對(duì)化成，就能提高電池的性能，相反在化成初期一定的正壓是對(duì)電池有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池化成方法及裝置，可提高電池性能，防止電解液外溢而造成對(duì)電芯性能及外殼的影響。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:鋰離子電池化成方法，包括如下步驟:注液并陳化；控制電池內(nèi)壓在0.15-2.0OMpa，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，先采用0.03-0.1C電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的30-40% ;靜置0.5-lh ;控制電池內(nèi)壓在-0.01一-0.1Mpa，采用0.1-0.5C電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的20-30% ;充入純度為99.99% 以上的氮?dú)猓瑝毫?0.1OOMPa-0.105Mpa。采用上述鋰離子電池化成方法的裝置，包括固定架、主管道、支管道，所述主管道通過一個(gè)通氣開關(guān)后連接若干支管道，每根支管道的末端連接有一個(gè)氣體處理裝置，所述氣體處理裝置的末端設(shè)有電解液儲(chǔ)存裝置，所述電解液儲(chǔ)存裝置的中部為一個(gè)儲(chǔ)液腔，所述儲(chǔ)液腔的上下兩端分別設(shè)有上接口和下接口。作為優(yōu)選，每根支管道上設(shè)有單向氣壓閥。本發(fā)明的化成方法可以通過控制電池內(nèi)壓，在化成初期采用正壓化成，在化成后期采用負(fù)壓化成，使鋰離子電池負(fù)極形成均勻穩(wěn)定的SEI膜，提高電池性能；且操作簡(jiǎn)單易行。采用該方法的化成裝置，對(duì)化成生成的有毒及腐蝕性氣體進(jìn)行收集，集中處理，不讓其排放到車間及自然環(huán)境中，改善了操作人員的工作環(huán)境，不會(huì)污染環(huán)境；該化成裝置還帶有儲(chǔ)液裝置，化成時(shí)溢出的電解液儲(chǔ)存在儲(chǔ)液裝置中，化成結(jié)束后，儲(chǔ)存裝置中的電解液又流回了電芯內(nèi)部，不會(huì)有電解液損失，不會(huì)影響電池性能。


圖1為化成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步描述。以化成50Ah塑殼磷酸鐵鋰電池為例。鋰離子電池化成方法，包括如下步驟:注液并陳化；控制電池內(nèi)壓在0.15Mpa，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，先采用0.1c電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的35% ；靜置0.5h;通過真空系統(tǒng)，控制電池內(nèi)壓在-0.05Mpa ；在-0.05Mpa，先采用0.5C電流充電充入電量為設(shè)計(jì)容量的20-30% ；充入純度為99.99%以上的氮?dú)猓瑝毫?.105Mpa ；從化成柜上取下電池，封口，轉(zhuǎn)下一工序。硬殼鋰離子電池化成方法，在電池化成過程中，通過控制不同化成階段的電池內(nèi)壓，使化成后的電芯達(dá)到優(yōu)異的電化學(xué)性能。如圖1所示為采用上述鋰離子電池化成方法的裝置，包括固定架1、主管道2、支管道3，所述主管道2通過一個(gè)通氣開關(guān)4后連接若干支管道，每根支管道3的末端連接有一個(gè)氣體處理裝置5，所述氣體處理裝置的末端設(shè)有電解液儲(chǔ)存裝置，所述電解液儲(chǔ)存裝置的中部為一個(gè)儲(chǔ)液腔61，所述儲(chǔ)液腔61的上下兩端分別設(shè)有上接口 62和下接口 63。每根支管道上設(shè)有單向氣壓閥7。將儲(chǔ)液腔61的下接口 63插入待化成硬殼鋰離子電池8的注液孔，而后把鋰離子電池電池安裝在固定架I上，使化成觸點(diǎn)9與電池正負(fù)極良好接觸即可使用。該化成裝置可收集化成過程中生成的有毒氣體，集中處理，防止其排放到車間及自然界中污染環(huán)境。
該化成裝置可防止電解液外溢，減少電解液的損耗。在電池注液孔處接通一個(gè)電解液儲(chǔ)存，該裝置可以為不銹鋼、PE或PP材質(zhì)，該裝置可以儲(chǔ)存外溢的電解液，當(dāng)化成結(jié)束后，儲(chǔ)存的電解液又流回了電芯。
權(quán)利要求
1.離子電池化成方法，其特征在于:包括如下步驟:注液并陳化；控制電池內(nèi)壓在0.15-2.0OMpa，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，先采用0.03-0.1C電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的30-40% ;靜置0.5-lh ;控制電池內(nèi)壓在-0.01一-0.1Mpa，采用0.1-0.5C電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的20-30% ;充入純度為99.99%以上的氮?dú)?，壓力?.1OOMPa-0.105Mpa。
2.用權(quán)利要求1所述鋰離子電池化成方法的裝置，其特征在于:包括固定架、主管道、支管道，所述主管道通過一個(gè)通氣開關(guān)后連接若干支管道，每根支管道的末端連接有一個(gè)氣體處理裝置，所述氣體處理裝置的末端設(shè)有電解液儲(chǔ)存裝置，所述電解液儲(chǔ)存裝置的中部為一個(gè)儲(chǔ)液腔，所述儲(chǔ)液腔的上下兩端分別設(shè)有上接口和下接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述化成裝置，其特征在于:每根支管道上設(shè)有單向氣壓閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池化成方法，包括如下步驟注液并陳化；控制電池內(nèi)壓在0.15-2.00Mpa，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，先采用0.03-0.1C電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的30-40%；靜置0.5-1h；控制電池內(nèi)壓在-0.01—-0.1Mpa，采用0.1-0.5C電流充電，充入電量為設(shè)計(jì)容量的20-30%；充入純度為99.99%以上的氮?dú)?，壓力?.100MPa-0.105Mpa。本發(fā)明的化成方法可以通過控制電池內(nèi)壓，在化成初期采用正壓化成，在化成后期采用負(fù)壓化成，使鋰離子電池負(fù)極形成均勻穩(wěn)定的SEI膜，提高電池性能；且操作簡(jiǎn)單易行。采用該方法的化成裝置，對(duì)化成生成的有毒及腐蝕性氣體進(jìn)行收集，集中處理，不讓其排放到車間及自然環(huán)境中，改善了操作人員的工作環(huán)境，不會(huì)污染環(huán)境。
文檔編號(hào)H01M10/44GK103094621SQ20131004204
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者周明明, 王化勝, 宋澤斌, 潘健健, 吳豪 申請(qǐng)人:浙江超威創(chuàng)元實(shí)業(yè)有限公司