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CN103985911B - 一种锂离子电池老化方法 - Google Patents

一种锂离子电池老化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池老化方法，包括以下步骤：步骤1：对化成后的电池按照第一预设环境温度及第一预设时间，进行第一阶段的静置；步骤2：对经过第一阶段静置的电池按照第二预设环境温度及第二预设时间，进行第二阶段的静置；步骤3：对经过第二阶段静置的电池按照第三预设环境温度及第三预设时间，进行第三阶段的静置；步骤4：按照预定循环次数重复执行步骤1至步骤3，直至锂离子电池老化完毕。本发明克服了常规锂离子电池老化方法中老化时间较长，老化后电池性能较差等缺点。本发明方法能挑选出高低温性能不好的电池，保证了老化后电池的一致性；同时该方法老化时间较短，提高了生产效率，并且该方法操作简单，可靠性高。

Description

一种锂离子电池老化方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池老化方法。
背景技术
锂离子电池以能量密度高、功率密度高、循环寿命长、安全性好等优点在新能源汽车、电动自行车、储能等领域得到了广泛应用。
在锂离子电池的生产制造过程中，均设置了老化步骤，该步骤是指对电池在一定荷电状态下进行静置一段时间，一般发生在电池完成首次充电化成后，目的是为了使电池各部分材料充分激活反应，达到相对稳定的状态。锂离子电池在老化过程中一方面正负极材料继续与电解液进行反应，对在电极材料与电解液相界面上化成过程中形成的SEI膜(Solid Electrolyte Interface，固体电解质界面膜)进行继续的修饰和重整，使SEI膜更加致密和均匀，保证电池在后续的使用过程中发挥出更加优良的性能。另一方面电池在静置过程中，有一部分副反应发生，产生自放电现象，由于生产过程和材料自身的影响每个电池发生自放电的程度不同，通过老化过程挑选出自放电较大的电池或者不合格的电池，保证电池的一致性和可靠性。
目前常规的锂离子电池老化方法，是将锂离子电池在首次充电化成后于常温环境条件下静置两个星期以上时间，该方法在常温条件下静置，界面反应比较缓慢，SEI膜的形成不够完整，在后续的充放电过程中会继续有副反应的发生，电池的容量衰减，影响电池的寿命。同时常温条件下的环境温度得不到保证，不同的环境温度对电池的内阻、自放电会产生差异，导致挑选出来的电池一致性较差。而且该方法静置时间较长，生产效率低下，影响大规模量产。
根据常规电池老化方法对电池进行下列老化步骤：将电池在常温环境下静置2个星期，对上述老化后的电池进行放电容量测试和内阻测试，并且测试电池循环至第200次的放电容量，得到以下数据：内阻为3.8mΩ，首次放电容量为8.069Ah，第200次放电容量为7.649Ah，第200周容量保持率为94.8％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提升电池的性能、节约老化时间、提高生产效率的锂离子电池老化方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种锂离子电池老化方法，包括以下步骤：
步骤1：对化成后的电池按照第一预设环境温度及第一预设时间，进行第一阶段的静置；
步骤2：对经过第一阶段静置的电池按照第二预设环境温度及第二预设时间，进行第二阶段的静置；
步骤3：对经过第二阶段静置的电池按照第三预设环境温度及第三预设时间，进行第三阶段的静置；
步骤4：按照预定循环次数重复执行步骤1至步骤3，直至锂离子电池老化完毕。
本发明的有益效果是：本发明提出的一种锂离子电池老化方法，克服了常规锂离子电池老化方法中老化时间较长，老化后电池性能较差等缺点。本发明方法提出的在不同阶段的快速老化方法，首先在高温条件下能使界面反应加速，使界面SEI膜形成得更加致密、均匀和完整，抑制了后续副反应的发生，使电池具备优异的循环性能；其次该方法在不同环境温度下进行静置老化，使电池在高低温环境中进行适应，能挑选出高低温性能不好的电池，保证了老化后电池的一致性；同时该方法老化时间较短，提高了生产效率，并且该方法操作简单，可靠性高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第一预设环境温度为35℃至50℃。
进一步，所述第一预设时间为24小时至48小时。
进一步，所述第二预设环境温度为15℃至30℃。
进一步，所述第二预设时间为24小时至72小时。
进一步，所述第三预设环境温度为-20℃至0℃。
进一步，所述第三预设时间为48小时至72小时。
进一步，所述预定循环次数为1次至2次。
进一步，所述锂离子电池为方形铝壳磷酸铁锂电池。
附图说明
图1为本发明方法步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明方法步骤流程图。
实施例1
步骤1：对化成后的电池进行第一阶段的静置，即在40℃中静置24h；
步骤2：对经过第一阶段静置的电池进行第二阶段的静置，即在25℃中静置72h；
步骤3：对经过第二阶段静置的电池进行第三阶段的静置，即在-10℃中静置48h，锂离子电池老化完毕。
采用此方法对锂离子电池进行老化后，得到以下数据：内阻为3.5mΩ，首次放电容量为8.084Ah，第200次放电容量为7.776Ah，第200周容量保持率为96.2％。
实施例2
步骤1：对化成后的电池进行第一阶段的静置，即在45℃中静置48h；
步骤2：对经过第一阶段静置的电池进行第二阶段的静置，即在25℃中静置48h：
步骤3：对经过第二阶段静置的电池进行第三阶段的静置，即在-10℃中静置72h，锂离子电池老化完毕。
采用此方法对锂离子电池进行老化后，得到以下数据：内阻为3.4mΩ，首次放电容量为8.065Ah，第200次放电容量为7.750Ah，第200周容量保持率为96.1％。
实施例3
步骤1：对化成后的电池进行第一阶段的静置，即在45℃中静置24h；
步骤2：对经过第一阶段静置的电池进行第二阶段的静置，即在15℃中静置24h；
步骤3：对经过第二阶段静置的电池进行第三阶段的静置，即在-20℃中静置48h；
步骤4：将步骤1至步骤3循环执行1次，直至锂离子电池老化完毕。
采用此方法对锂离子电池进行老化后，得到以下数据：内阻为3.3mΩ，首次放电容量为8.055Ah，第200次放电容量为7.781Ah，第200周容量保持率为96.6％。
实施例4
步骤1：对化成后的电池进行第一阶段的静置，即在45℃中静置24h；
步骤2：对经过第一阶段静置的电池进行第二阶段的静置，即在30℃中静置24h；
步骤3：对经过第二阶段静置的电池进行第三阶段的静置，即在0℃中静置48h；
步骤4：将步骤1至步骤3循环执行1次，直至锂离子电池老化完毕。
采用此方法对锂离子电池进行老化后，得到以下数据：内阻为3.1mΩ，首次放电容量为8.073Ah，第200次放电容量为7.839Ah，第200周容量保持率为97.1％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种锂离子电池老化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对化成后的电池按照第一预设环境温度及第一预设时间，进行第一阶段的静置，所述第一预设环境温度为35℃至50℃，所述第一预设环境温度为35℃至50℃，所述第一预设时间为24小时至48小时；
步骤2：对经过第一阶段静置的电池按照第二预设环境温度及第二预设时间，进行第二阶段的静置，所述第二预设环境温度为15℃至30℃，所述第二预设时间为24小时至72小时；
步骤3：对经过第二阶段静置的电池按照第三预设环境温度及第三预设时间，进行第三阶段的静置，所述第三预设环境温度为-20℃至0℃，所述第三预设时间为48小时至72小时；
步骤4：按照预定循环次数重复执行步骤1至步骤3，直至锂离子电池老化完毕。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池老化方法，其特征在于：所述预定循环次数为1次至2次。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池老化方法，其特征在于：所述锂离子电池为方形铝壳磷酸铁锂电池。
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