二次电池激活方法与流程

本申请要求基于于2021年9月10日提交的韩国专利申请no.10-2021-0121099的优先权的权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。本发明涉及一种激活二次电池的方法，更具体地，涉及下述激活二次电池的方法：其能够在通过在浸润之前预充电来降低负极的电位时，仅降低负极的电位，同时抑制电解液中所含的一些添加剂的负极反应。

背景技术：

1、通常，与不能被充电的一次电池不同，二次电池是能够被充电或放电的电池，并且被广泛地用在诸如移动电话、笔记本计算机、计算机、摄像机等的电子设备或电动车辆中。特别地，锂二次电池与镍-镉电池或镍-氢电池相比具有更大的容量并且每单位重量的能量密度高，因此，锂二次电池的利用程度正在迅速地增加。

2、在此类锂二次电池中，主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中分别施涂有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板布置有插置在该正极板与该负极板之间的分隔件；以及包覆材料，其将电极组件与电解液一起密封并容纳。

3、同时，根据电池壳体的形状，锂二次电池被分类为罐型二次电池和袋型二次电池，在型二次电池中电极组件被嵌入在金属罐中，而在袋型二次电池中电极组件被嵌入在铝层压片材的袋中。

4、通常，二次电池是通过在电极组件被容纳在电池壳体中的状态下注入液态电解质——即，电解液——并且将电池壳体密封的过程来制造的。

5、在制造过程或使用期间，此类锂二次电池可能由于各种原因而具有各种类型的缺陷。特别地，已制造的一些二次电池显示出由于自放电率或更高的压降，并且这样的现象被称为低电压故障现象。

6、二次电池的低电压故障现象通常是由定位在二次电池内部的金属异物引起的。特别地，当诸如铁或铜的金属异物存在于二次电池的正极板上时，该金属异物可以在负极中作为枝晶生长。另外，这样的枝晶可以引起二次电池的内部短路，这可以引起二次电池的故障或损坏，或在严重情况下，引起点燃。

7、为了解决以上问题，已经做出了各种尝试，并且这些尝试之一是的作为代表性方法预充电，其是在用电解液浸润之前通过在注入电解液之后进行充电来降低负极的电位的过程。负极在充电进行之前的电位大于或等于3v，其是li的还原电位，并且对应于比单体内部的还原电位为2.59v的铁和还原电位为2.78v的镍更高的电位。在注入电解液之后，电解液逐渐地浸润电极的孔隙的内部。在这种情况下，异物或cu可能被氧化和洗脱。因此，通过在注入电解液之后当用电解液浸润完成时执行预充电过程，可以降低负极的电位以防止异物或诸如cu等的金属的洗脱。

8、然而，由于预充电在电解液充分地浸润电极的孔隙的内部之前开始和进行，所以电解液中所含的一些添加剂在预充电期间可能在负极的表面上引起还原反应以在负极的表面上形成不均匀膜，因此电池的寿命特性可能由于不均匀膜的形成而降低。因此，有必要开发一种用于抑制在预充电期间电解液中所含的添加剂的反应的技术。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的目的是为了提供一种用于当在浸润二次电池之前执行预充电时仅降低负极集流器的电位、同时抑制通过添加剂在负极的表面上反应而形成膜的技术。

3、技术方案

4、本发明致力于解决上述问题，并且提供一种激活二次电池的方法，该方法包括：根据电解液添加剂导出还原反应电压的操作；对其中注入了含有电解液添加剂的电解液的二次电池进行预充电的预充电操作；以及用所注入的电解液浸润容纳在二次电池中的电极组件并使该电极组件老化的预老化操作，其中，预充电操作中的充电终止电压小于还原反应电压。

5、还原反应电压可以是dq/dv曲线图中的、还原反应开始的起始点处的电压，所述dq/dv曲线图是通过在其中注入了含有电解液添加剂的电解液的二次电池的首次充电期间对电压-容量曲线进行微分所获得的。

6、预充电操作中的充电终止电压可以在还原反应电压的70％至99％的范围内被设置。

7、预充电操作可以在紧接在注入电解液之后3小时内开始。

8、预充电操作可以以恒流充电方法被执行。

9、在预充电操作中，二次电池可以以0.01至0.5的c-速率被充电。

10、该方法可以进一步包括：在预老化操作被执行之后，对预老化的二次电池进行充电的首次充电操作；以及使首次充电的二次电池老化的老化操作。

11、在首次充电操作中，二次电池可以在被加压的同时被充电。

12、该方法可以进一步包括对二次电池进行完全放电和完全充电的完全放电和完全充电操作。

13、该方法可以进一步包括：在执行完全放电和完全充电操作之后，使二次电池老化的老化操作。

14、有益效果

15、根据本发明的激活二次电池的方法，在抑制电解液添加剂的负极反应的同时，能够降低负极的电位以防止低电压故障并均匀地形成固体电解液界面(sei)膜。

技术特征：

1.一种激活二次电池的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述还原反应电压是dq/dv曲线图中的、还原反应开始的起始点处的电压，所述dq/dv曲线图是通过在注入了含有所述电解液添加剂的所述电解液的所述二次电池的首次充电期间对电压-容量曲线进行微分获得的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预充电操作中的所述充电终止电压被设置在所述还原反应电压的70％至99％的范围内。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预充电操作在紧接在注入所述电解液之后3小时内开始。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预充电操作以恒流充电方法被执行。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述预充电操作中，所述二次电池以0.01至0.5的c-速率被充电。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述首次充电操作中，所述二次电池在被加压的同时被充电。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括对所述二次电池进行完全放电和完全充电的完全放电和完全充电操作。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：在所述完全放电和完全充电操作之后，使所述二次电池老化的老化操作。

技术总结
提供了一种激活二次电池的方法，该方法包括：根据电解液添加剂导出还原反应电压的操作；对其中注入了含有电解液添加剂的电解液的二次电池进行预充电的预充电操作；以及用所注入的电解液浸润容纳在二次电池中的电极组件并使电极组件老化的预老化操作，其中，预充电操作中的充电终止电压小于还原反应电压。

技术研发人员：李正勋,李哲行,姜有宣,朴𧗿智,李在原
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14