專利名稱：：一種電池化成方法
技術領域：
：本發明涉及一種電池化成方法，特別涉及一種鋰離子二次電池化成方法。
背景技術：
：鋰離子電池是一種新型的化學電源，因其具有能量密度大、工作電壓高、壽命長、環保的特點，廣泛應用于移動電話等便攜式電子產品中。化成是指對電池進行首次充放電的過程。鋰離子二次充電電池的化成步驟是制造電池的重要階段，化成關系到電池的容量高低、自放電性能等多方面的品質。目前鋰離子二次充電電池采用的化成方法是先以0.01C-1C的電流進行小電流恒流充電，再以0.05C-10C的大電流恒流充電，然后在30-8(TC陳化0.5-160小時。通過該方法化成的鋰離子二次電池在儲存的時候自放電現象嚴重，低電壓電池比率大的問題，嚴重影響鋰離子二次電池的性能，還造成能源的浪費。
發明內容本發明所要解決的問題是現有化成方法中生產的電池自放電現象嚴重，電池低電壓比率高。本發明的發明人意外的發現造成電池自放電現象嚴重的根本原因是金屬雜質引發的鋰枝晶所導致的，由于電芯正極中的金屬雜質(主要為Fe和Ni)會在首次充電過程中聚集到負極表面，以大晶粒形態呈現，采用現有技術的化成方法，大晶粒的金屬雜質會堵塞在石墨層間空隙，造成Li+無法嵌入，從而Li+堆疊在金屬單質上形成鋰枝晶，容易誘發電池內部微短路，造成鋰電池自放電嚴重，低電壓電池比率大。本發明提供了一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，第一階段以恒流充電至V2伏特，然后在V廠^伏特循環恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至V3伏特，電壓K<電壓V2<電壓V3。本發明提供的方法，以恒流充電至、伏特，然后在V廠^伏特循環充放電至少1次，可以使金屬雜質Fe和Ni在正負極上往返運動，打散其在首次充電中形成的大晶粒，變成更多的小顆粒散布在負極表面，這樣即使Li+無法嵌入到石墨層內而堆疊在金屬單質上，也會因為顆粒直徑較小而不會形成能影響電池微短路的鋰枝晶。本發明的有益效果是本發明可以有效抑制電池自放電現象，降低低電壓電池比率，避免能源浪費。具體實施例方式為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。—種鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，第一階段以恒流充電至v2伏特，然后在V廠^伏特循環恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至v3伏特，電壓<電壓v2<電壓v3。所述化成溫度為本領域技術人員所公知的，本發明電池的化成溫度優選為20-40°C。所述V廠^伏特循環恒流充放電是指從V2伏特以恒流放電至K伏特，再從K伏特以恒流充電V2伏特為一次V廠^伏特循環恒流充放電。其中，電壓VJ尤選為2.3-2.5V，更優選為2.45_2.5V;電壓V2優選為3.5_3.7V，更優選為3.5-3.55V;電壓V3優選為3.85-4.0V，更優選為3.85-3.95V。其中，恒流充電電流為0.01-0.IC，優選第一階段恒流充電電流為0.02-0.05C，第二階段恒流充電電流為0.08C-0.1C;其中，放電電流為0.01-0.1C，優選為0.03-0.08C。其中，在V廠^伏特循環充放電的次數優選為2-10次，進一步優選為，在V廠^伏特循環充放電的次數為2-5次。本發明人發現，循環充放電的次數在10次以內，每次循環充放電對于電池化成的效果增加非常顯著，同時化成時間較短。該化成方法優選在第一階段以恒流充電至、伏特之后，將電池放置，放置時間一般為2-15分鐘。還可以優選在第一階段完成之后，第二階段之前，將電池陳化，一般陳化3天。該化成方法對電池進行化成的設備為本領域技術人員所公知，一般來說，在向密封有極芯的電池殼體內注入電解液之后，用膠紙將注液孔封住，然后將電池放置在充電裝置的卡具上，充電裝置的正極卡具對應鋰離子電池的正極，充電裝置的負極卡具對應鋰離子電池的負極，設置好充電電流后對電池進行化成，化成完成后密封注液孔。下面將通過實施例對本發明作進一步地具體說明。實施例1取1萬只正常生產的注液后電池LP463446ARU，用0.03C電流充電至3.4V后，放置5分鐘后以0.05C的放電電流和0.03C的充電電流在3.4V_2.3V循環充放電4次，充電電流0.03C，放電電流0.05C，并密封注液孔。陳化3天后繼續用0.1C將電池恒流充電到4.IV后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A1。實施例2取1萬只正常生產的注液后電池LP463446ARU，用0.03C電流充電至3.5V后，放置5分鐘后以0.05C的放電電流和0.03C的充電電流在3.5V-2.3V循環充放電2次，充電電流0.03C，放電電流0.05C，并密封注液孔。陳化3天后繼續用0.1C將電池恒流充電到3.85V后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A2。實施例3取1百萬只正常生產的注液后電池LP463446ARU，用0.05C電流充電至3.7V，擱置5分鐘后以0.08C的放電電流和0.05C的充電電流在3.5V_2.3V循環充放電2次。繼續用0.05C電流恒流充電至3.7V，并密封注液孔。陳化3天后繼續用0.1C將電池恒流充電到4.OV后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A3。實施例4取1百萬只正常生產的注液后電池LP463446ARU，用0.04C電流充電至3.53V，擱置5分鐘后以0.05C的放電電流和0.04C的充電電流在3.5V_2.3V循環充放電2次。繼續用0.04C電流恒流充電至3.55V，并密封注液孔。陳化3天后繼續用0.09C將電池恒流充電到3.95V后完成化成，得到化成后的鋰離子電池A4。比較例取1百萬只正常生產的注液后電池LP463446ARU，用0.05C電流直接充電至3.7V后密封注液孔，不再進行循環。陳化3天后繼續用0.1C將電池恒流充電到3.85V后完成化成，得到化成后的鋰離子電池D1。低電壓比率測試將實施例1-3和比較例1得到的化成后的鋰離子電池Al-A3和Dl，在常溫下直接恒壓充電至4.2V，充電截至電流20mA。然后以0.5C放電至3.OV，最后將電池用0.3C恒流恒壓至3.82-3.86V，儲存30天，電壓低于3.OV的電池占電池總數的比率定義為低電壓比率，結果如表l所示。初始容量測試將實施例1-3和比較例1得到的化成后的鋰離子電池Al-A3和Dl，在常溫下直接恒壓充電至4.2V，充電截至電流20mA。然后以0.5C放電至3.0V，測定得到電池放電的初始容量，結果如表2所示。表1儲存30天后低電壓比率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1可以看出，實施例的電池A1-A3的低電壓比率均處于1600ppm之下，也就是在1百萬電池在儲存30天后只有少于1600只電池的電壓小于3.OV，而對比例1的電池有5733只的電壓小于3.0V。對比例的低電壓比率是實施例1-3的三倍多。由此可見，本發明有效抑制電池自放電現象嚴重的問題。表2電池放電的初始容量分布比率(電池的設計容量為800mAh)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>容量分布AlA2A3A4Dl<760mAh2.21%2.07%2.51%1.58%1.67%從表2可以看出，實施例Al-A3和對比例Dl的產品初始容量分布基本相同。可見本發明的方法幾乎沒有造成電池活性材料不可逆轉的浪費，對電池容量基本沒有影響。綜上所述，可見本發明可以有效抑制電池在儲存過程中的自放電現象，降低低電壓電池比率，避免能源浪費。同時并不影響電池的初始容量比率分布，依然保持高容量分布。權利要求一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，其特征在于第一階段以恒流充電至V2伏特，然后在V2-V1伏特循環恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至V3伏特，電壓V1＜電壓V2＜電壓V3。2.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于所述電壓K為2.3-2.5伏特，所述電壓V2為3.5-3.7伏特，所述電壓V3為3.85-4.0伏特。3.根據權利要求2所述的化成方法，其特征在于所述電壓K為2.45-2.5伏特，所述電壓V2為3.5-3.55伏特，所述電壓V3為3.85-3.95伏特。4.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于在V廠^伏特循環充放電的次數為2-10次。5.根據權利要求4所述的化成方法，其特征在于在V廠^伏特循環充放電的次數為2-5次。6.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于所述恒流充電的電流和恒流放電的電流均為0.01-0.1C。7.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于所述第一階段的恒流充電的電流為0.02-0.05C，所述第二階段的恒流充電的電流為0.08C-0.1C;所述恒流放電的電流為0.03-0.08C。8.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于在所述第一階段以恒流充電至V2伏特之后，還包括對電池放置2-15分鐘。全文摘要本發明公開了一種電池化成方法，該方法在化成溫度下對電池進行化成，第一階段以恒流充電至V2伏特，然后在V2-V1伏特循環恒流充放電至少1次，第二階段以恒流充電至V3伏特，電壓V1＜電壓V2＜電壓V3。本發明可以避免金屬雜質形成鋰枝晶，從而有效抑制電池自放電效應，降低電池低電壓比率。文檔編號H01M10/38GK101714665SQ20081021667公開日2010年5月26日申請日期2008年10月7日優先權日2008年10月7日發明者劉衛平,鄧慧芬,雷裕東申請人:比亞迪股份有限公司