一种提高锂离子电池容量发挥的方法和离子电池与流程

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种提高锂离子电池容量发挥的方法和锂离子电池。

背景技术：

1、随着电动汽车的推广普及，人们对续航里程的要求不断提高。为了提高电动汽车的续航里程，从化学体系和工艺方面提升其能量密度。包括使用高克容量的正极材料，比如高镍、高电压三元正极材料，使用高克容量的负极材料，比如硅碳和硅氧负极材料。工艺方面包括补锂技术提高锂电池的首次效率，比如中国专利cn114156554a公开了一种掺硅补锂负极片及其制备方法以及锂离子电池。

2、但是该发明采用掺硅补锂工艺，设备投入成本高、时间长、对环境要求高，且锂片活性高，容易引发各种安全问题，不利于大规模化生产。

3、化成过程是锂离子电池制造过程中重要的工序，其作用是通过首次充放电使正、负极中的活性物质得到活化，使材料的电性能得到充分发挥；化成过程是指将注液后静置合格的电池进行首次充放电，在负极表面形成sei膜的过程。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高锂离子电池容量发挥的方法，在锂离子电池生产制造过程中提高化成和分容充电截止电压，将正极材料进一步激活，以提高电池在正常使用过程中的容量发挥。

2、本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的。

3、一种提高锂离子电池容量发挥的方法，所述方法包括如下步骤：在化成过程中将锂离子电池充电至化成充电截止电压，所述化成充电截止电压大于等于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；化成分容结束后将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。

4、优选的，所述化成充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v。

5、优选的，所述锂离子电池的正常使用电压范围为2.8～4.20v，所述化成充电截止电压为4.20～4.30v，所述方法具体包括如下步骤：

6、s1.化成：20～30℃下，以0.05～0.1c恒流将电池充电至3.3～3.5v，然后以0.1～0.3c恒流充电至3.65～3.75v，再以0.3～0.5c恒流充电至4.20～4.30v截止，然后恒压充电至0.05c，静置10min后，再以1/3～1c恒流放电至放电截止电压，放电截止电压不低于2.8v；

7、s2.静置老化：20～45℃下，电池静置24～48h，抽气密封；

8、s3.分容：以1/3～1c恒流将电池充电至4.20v，然后恒压充电至0.05c，静置10min后，再以1/3～1c恒流放电至放电截止电压，放电截止电压不低于2.8v；

9、s4.在正常使用电压范围内进行充放电：以1/3～1c恒流将电池充电至4.20v，然后恒压充电至0.05c，静置10min后，再以1/3～1c恒流放电至放电截止电压，放电截止电压不低于2.8v。

10、一种提高锂离子电池容量发挥的方法，所述方法包括如下步骤：化成结束后，在分容过程中将锂离子电池充电至分容充电截止电压，所述分容充电截止电压大于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；分容结束后将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。

11、优选的，所述分容充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v。

12、优选的，所述锂离子电池的正常使用电压范围为2.8～4.20v，所述分容充电截止电压为4.20～4.30v，所述方法具体包括如下步骤：

13、p1.化成：20～30℃下，以0.05～0.1c恒流将电池充电至3.3～3.5v，然后以0.1～0.3c恒流充电至3.65～3.75v，再以0.3～0.5c恒流充电至3.85～3.95v截止，然后恒压充电至0.05c，静置10min后，再以1/3～1c恒流放电至放电截止电压，放电截止电压不低于2.8v；

14、p2.静置老化：20～45℃下，电池静置24～48h，抽气密封；

15、p3.分容：以1/3～1c恒流将电池充电至4.20～4.30v截止，然后恒压充电至0.05c，静置10min后，再以1/3～1c恒流放电至放电截止电压，放电截止电压不低于2.8v；

16、p4.在正常使用电压范围内进行充放电：以1/3～1c恒流将电池充电至4.20v，然后恒压充电至0.05c，静置10min后，再以1/3～1c恒流放电至放电截止电压，放电截止电压不低于2.8v。

17、一种提高锂离子电池容量发挥的方法，所述方法包括如下步骤：在化成过程中将锂离子电池充电至化成充电截止电压，所述化成充电截止电压大于等于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；在化成结束后的分容过程中，将锂离子电池充电至分容充电截止电压，所述分容充电截止电压大于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；化成分容结束后，将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。

18、本发明通过在化成和/分容过程中提高充电截止电压来提高锂离子电池的容量发挥，具体为在化成和/或分容过程将电池充电至高于正常使用电压上限的充电截止电压，将正极材料进一步激活，使锂离子脱出来更多，在负极中进行嵌入，当充电截止电压回到正常使用电压上限后，仍有一部分锂离子还在负极中，这部分锂离子可来回脱嵌。此外，锂离子电池在初始状态进行100％深度或更高深度的充放电可让正负极表面的副反应充分进行，生成更稳定的电解质膜，减少后续正负极表面副反应的发生。同时，深度充放电可让正负极片充分膨胀，提高电解液的浸润性，有利于降低负极内阻，从而提高锂离子电池的容量。

19、优选的，所述化成充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v；所述分容充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v。如果化成和/分容充电截止电压与正常使用电压上限的差值高于0.1v，可能会导致实际过量比不足，发生析锂问题。

20、另一方面，本发明还提供一种锂离子电池，由上述方法制得。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、(1)本发明通过在化成和/分容过程中提高充电截止电压，化成和分容结束后将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电，锂离子电池的容量得到提升。即本发明的方法可以提高锂离子电池在正常使用过程中的容量发挥。

23、(2)本发明的方法操作简单、成本低，可规模化生产，在规模化生产中利润可提高1％以上。

技术特征：

1.一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在化成过程中将锂离子电池充电至化成充电截止电压，所述化成充电截止电压大于等于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；化成分容结束后将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。

2.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述化成充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v。

3.根据权利要求2所述的一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述锂离子电池的正常使用电压范围为2.8～4.20v，所述化成充电截止电压为4.20～4.30v，所述方法具体包括如下步骤：

4.一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：化成结束后，在分容过程中将锂离子电池充电至分容充电截止电压，所述分容充电截止电压大于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；分容结束后将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。

5.根据权利要求4所述的一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述分容充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v。

6.根据权利要求5所述的一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述锂离子电池的正常使用电压范围为2.8～4.20v，所述分容充电截止电压为4.20～4.30v，所述方法具体包括如下步骤：

7.一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在化成过程中将锂离子电池充电至化成充电截止电压，所述化成充电截止电压大于等于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；在化成结束后的分容过程中，将锂离子电池充电至分容充电截止电压，所述分容充电截止电压大于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；化成分容结束后，将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。

8.根据权利要求7所述的一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述化成充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v；所述分容充电截止电压比正常使用电压上限大0～0.1v。

9.根据权利要求7所述的一种提高锂离子电池容量发挥的方法，其特征在于，所述锂离子电池的正常使用电压范围为2.8～4.20v，所述化成充电截止电压为4.20～4.30v，所述分容充电截止电压为4.20～4.30v，所述方法具体包括如下步骤：

10.一种锂离子电池，其特征在于，由权利要求1至9中任一项所述的方法制得。

技术总结
本发明公开了一种提高锂离子电池容量发挥的方法和锂离子电池，属于锂离子电池领域；所述方法包括如下步骤：在化成过程中将锂离子电池充电至化成充电截止电压，所述化成充电截止电压大于等于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；在分容过程中将锂离子电池充电至分容充电截止电压，所述分容充电截止电压大于正常使用电压上限，然后放电至正常使用电压下限；化成分容结束后将锂离子电池在正常使用电压范围内进行充放电操作。本发明通过在锂离子电池生产制造过程中提高化成和/或分容充电截止电压，将正极材料进一步激活，以提高电池在正常使用过程中的容量发挥。

技术研发人员：周奇,熊得军,杜鑫川,李峰华,孟晓茜
受保护的技术使用者：孚能科技（赣州）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15