一种锂离子电池化成方法与流程

本发明属于锂离子电池制造
技术领域：
，特别是一种锂离子电池化成方法。
背景技术：
：化成是锂电池生产过程中必不可少的一道工序，其对锂电池性能的优劣起着至关重要的作用。特别是对于软包锂电池，化成不但有激活电池材料、改善锂电池界面、自放电、循环等作用，还具有增强电芯硬度，整形等功能。为了节省生产时间，提高劳动效率，降低成本，软包锂电池开始采用高温高压大电流化成工艺，在高温高压下进行化成不但能够改善隔膜的推广，传统的热压化成工艺存在发软、析锂等问题，随着研究的深入，新的高温高压大电流的化成工艺被不断改进优化。中国发明专利申请cn106450464a公开了一种电池的化成方法，包括以下步骤：将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温高压化成，先以0.05-0.5cma的电流进行充电，截止电压为3.5-3.8v，然后以0.2-3cma的电流进行充电，截止电压为3.9-4.5v；在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温；将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，然后封口；将抽气完毕的电芯放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化；在常温及固定压力下对电芯进行冷却，是电芯温度降至常温，化成结束。此发明的抽气效果并不好，锂电池的极片之间容易产生气泡，这样容易在极片上析锂及形成黑斑。技术实现要素：本发明需要解决的技术问题是提供一种排气效果明显的锂离子电池化成方法。为解决上述技术问题，本发明的一种锂离子化成方法，包括以下步骤，步骤1：将锂电池抽真空至其内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa，静置3min及以上；步骤2：在锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa条件下以充电电流0.01c-0.05c充电至4％-6％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤3：进行一次或多次呼吸式抽破真空操作；步骤4：在锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa条件下以充电电流0.05c-0.15c充电至10％-25％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤5：进行一次或多次呼吸式抽破真空操作；步骤6：在锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa条件下以充电电流0.1c-0.5c充电至50％soc及以上，充电完成后破真空至零负压；步骤7：在破真空零负压环境下静置1min，化成结束。进一步的，所述步骤1中真空度为-0.08mpa。进一步的，所述步骤3和步骤5进行一次或多次呼吸式抽破真空操作，具体包括以下步骤，步骤s101：在破真空零负压环境下静置1min及以上；步骤s102：抽真空，抽至锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa，静置1min及以上。进一步的，所述步骤2中充电电流为0.03c，真空度为-0.08mpa，充电至5％soc。进一步的，所述步骤4中充电电流为0.1c，真空度为-0.08mpa，充电至15％soc。进一步的，所述步骤6中充电电流为0.35c，真空度为-0.08mpa，充电至75％soc。进一步的，所述步骤中抽真空以缓抽方式进行，并且抽真空需要两段式来实现，抽真空设置为：-0至-0.06mpa，停10s，抽0.2s；-0.06mpa至需求的真空压强值，停5s抽0.2s。进一步的，所述步骤中破真空以缓破方式进行，以干燥气体破真空方式设置为：正压0.05mpa，停10s破0.1s。进一步的，所述干燥气体为干燥空气或干燥氮气，露点≤-30℃。采用上述方法后，本发明通过呼吸的方式进行锂离子化成，能够有效的排出锂电池中的气体，使得锂电池的极片距离相同，这样锂电池的化成界面均一平整，化成效果更好。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明实施例一锂电池化成满电负极界面示意图。图2为本发明实施例二锂电池化成满电负极界面示意图。图3为本发明对比例一锂电池化成满电负极界面示意图。图4为本发明对比例二锂电池化成满电负极界面示意图。具体实施方式本发明的一种锂离子化成方法，包括以下步骤，步骤1：将锂电池抽真空至其内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa，静置3min及以上；步骤2：在锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa条件下以充电电流0.01c-0.05c充电至4％-6％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤3：进行一次或多次呼吸式抽破真空操作；步骤4：在锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa条件下以充电电流0.05c-0.15c充电至10％-25％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤5：进行一次或多次呼吸式抽破真空操作；步骤6：在锂电池内部负压为-0.09mpa～-0.06mpa条件下以充电电流0.1c-0.5c充电至50％soc及以上，充电完成后破真空至零负压；步骤7：在破真空零负压环境下静置1min，破真空至常压。所述步骤中抽真空以缓抽方式进行，并且抽真空需要两段式来实现，以截止-0.08mpa为例，抽真空设置为：-0至-0.06mpa，停10s，抽0.2s；-0.06mpa至需求的真空压强值，停5s抽0.2s。所述步骤中破真空以缓破方式进行，以干燥空气(最好为干燥氮气)破真空方式设置为：正压0.05mpa，停10s破0.1s。实施方式一：步骤1：将锂电池抽真空至其内部负压为-0.08mpa，静置3min；步骤2：在锂电池内部负压为-0.08mpa条件下以充电电流0.03c充电至5％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤101：在破真空零负压环境下静置1min；步骤102：抽真空，抽至锂电池内部负压为-0.08mpa，静置1min；步骤4：在锂电池内部负压为-0.08mpa条件下以充电电流0.1c充电至15％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤101：在破真空零负压环境下静置1min；步骤102：抽真空，抽至锂电池内部负压为-0.08mpa，静置1min；步骤6：在锂电池内部负压为-0.08mpa条件下以充电电流0.3c充电至50％soc及以上，充电完成后破真空至零负压；步骤7：在破真空零负压环境下静置1min，化成结束。化成满电负极界面如图1所示，实施方式一为最佳实施例。实施方式二：步骤1：将锂电池抽真空至其内部负压为-0.06mpa，静置3min；步骤2：在锂电池内部负压为-0.06mpa条件下以充电电流0.03c充电至5％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤101：在破真空零负压环境下静置1min；步骤102：抽真空，抽至锂电池内部负压为-0.06mpa，静置1min；步骤101、102循环一次；步骤4：在锂电池内部负压为-0.06mpa条件下以充电电流0.1c充电至15％soc，充电完成后破真空至零负压；步骤101：在破真空零负压环境下静置1min；步骤102：抽真空，抽至锂电池内部负压为-0.06mpa，静置1min；步骤101、102循环一次；步骤6：在锂电池内部负压为-0.06mpa条件下以充电电流0.3c充电至50％soc及以上，充电完成后破真空至零负压；步骤7：在破真空零负压环境下静置1min，化成结束。化成满电负极界面如图2所示。对比例一：步骤1：将锂电池在化成机静置3min；步骤2：以充电电流0.03c充电至5％soc；步骤3：将锂电池在化成机静置1min；步骤4：以充电电流0.1c充电至15％soc；步骤5：将锂电池在化成机静置1min；步骤6：以充电电流0.3c充电至50％soc；步骤7：将锂电池在化成机静置1min，化成结束。对比例一是在没有负压的条件下进行化成的，化成满电负极界面如图3所示，图中白色的为析锂，黑色的为黑斑。对比例二：步骤1：将锂电池在内部-0.08mpa下在化成机静置3min；步骤2：在内部真空度为-0.08mpa中以充电电流0.03c充电至5％soc；步骤3：将锂电池在内部-0.08mpa下在化成机静置1min；步骤4：在内部真空度为-0.08mpa下以充电电流0.1c充电至15％soc；步骤5：将锂电池在内部-0.08mpa下在化成机静置1min；步骤6：在内部真空度为-0.08mpa下以充电电流0.3c充电至50％soc；步骤7：将锂电池在化成机静置1min，化成结束。对比例二是在有负压，但是没有呼吸抽破真空动作进行化成的，化成满电负极界面如图4所示，图中白色的为析锂，黑色的为黑斑。将实施例一、实施例二、对比例一、对比例二化成的锂电池进行相关实验，数据对比如表1。表1内阻、容量及容量cpk对比类别容量均值(ah)内阻均值容量cpk实施例一78.620.3251.42实施例二78.580.3191.39对比例一77.080.3680.88对比例二77.210.3620.75实施例容量均值比对比例容量均值高1.3ah，内阻比对比例小0.05mω，化成界面良好，同时容量cpk提升明显(容量一致性好)，说明实施例化成效果较好，其中实施例一为最佳实施例。虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。当前第1页12