【技術實現步驟摘要】
本申請涉及鋰離子電池制造，尤其涉及一種鋰離子電池及其化成方法。
技術介紹
1、鋰離子電池因其高能量密度、長壽命和良好的充放電性能，在移動電子設備、電動汽車和大規模儲能系統中得到了廣泛應用。電池性能的優劣在很大程度上取決于電極材料的性能以及電極與電解液之間的相互作用。在電池制造過程中，化成過程是形成穩定電極/電解液界面(即固體電解質界面膜，sei膜)的關鍵步驟。在化成充電過程中，電解液添加劑在負極上發生還原反應，沉積在負極表面形成sei膜。這個膜是電子的絕緣體但對鋰離子是良好的導體，允許鋰離子自由通過。sei膜的形成對電池性能至關重要，因為它可以防止電解液和鋰離子在后續循環中的不可逆消耗，從而提高電池的循環壽命和安全性。
2、然而，現有技術中的化成方法存在一些問題，通常采用充電化成，電池未經歷完整的充放電過程，導致生成的sei膜在均勻性和穩定性方面不理想，并且也沒有考慮化成溫度和化成電流之間的匹配問題，從而使得所化成得到的電池的循環性能、自放電性能和安全性能較差。
3、因此，亟需提供一種鋰離子電池及其化成方法，能夠提高sei膜的穩定性，改善電池在循環初期容量衰減快的問題，從而提升整體循環壽命。
技術實現思路
1、本申請提供一種鋰離子電池及其化成方法，能夠解決溫度和化成電流匹配不佳的問題，實現提高sei膜的穩定性，改善電池在循環初期容量衰減快的問題，從而提升整體循環壽命。
2、第一方面，本申請提供一種鋰離子電池的化成方法，包括步驟：設定化成溫度為預設
3、通過上述方案，化成溫度設定在25℃～80℃時，能夠降低電解液的粘度，降低活性鋰離子在電解液中的傳輸阻力，從而提高電解液的電導率，進而提升鋰離子電池的性能。通過化成溫度確定各段充電或者放電的倍率，使得充電或者放電倍率根據化成溫度進行優化和匹配，從而得到更穩定的sei膜，提高電池的循環性能。充電過程采用三段式充電制度，第一段使用小電流進行化成，化成初期的小電流充電有利于形成致密的sei膜，能夠有效阻止電解液與極片界面直接接觸；第二段略微加大電流，有利于保障形成致密的sei膜同時提高化成效率；第三段繼續加大電流，并以恒流恒壓充電至100％soc，恒流恒壓充電模式結合了恒流充電(cc)和恒壓充電(cv)的優點，能夠在充電初期以恒定電流快速充電，隨后轉換為恒壓充電以確保電池完全充滿。其中，恒壓充電可以緩解電池內部的濃差極化，提高sei膜的質量，同時100％soc滿充能夠保證副反應的充分進行；電池滿充后以第四倍率恒流放電至0％～70％soc，在這個過程中使sei膜中的有機成分部分再氧化為無機成分，得到的sei膜更致密穩定，同時sei膜有機成分的減少使其阻抗降低，能一定程度降低循環初始內阻，有利于減緩電池容量的衰減速率，進而提升電池的循環壽命。
4、在一種可能的設計中，當所述預設溫度值為25℃～45℃時，所述第一倍率為0.01～0.1c，第二倍率為0.05～0.15c，第三倍率為0.1～0.2c，第四倍率為0.2～0.3c。
5、通過上述方案，考慮了溫度對電池充電特性的影響，并根據溫度范圍調整了充放電倍率，以優化電池的化成過程和性能。當所述預設溫度值為25℃～45℃時，對應的，化成充電第一段使用第一倍率為0.01～0.1c小電流進行化成，小電流有利于形成致密的sei膜，能夠有效阻止電解液與極片界面直接接觸；第二段略微加大電流，并根據預設溫度值將第二倍率設為0.05～0.15c電流進行化成，有利于提高化成效率；第三段繼續加大電流，使用第三倍率為0.1～0.2c恒流恒壓充電至100％soc，100％soc滿充能夠保證副反應的充分進行。電池滿充后以第四倍率為0.2～0.3c恒流放電，以較高的第四倍率進行放電，這有助于在電池滿充后快速放電至目標荷電態，使sei膜中的有機成分部分再氧化為無機成分，得到的sei膜更致密穩定，同時降低sei膜阻抗，有利于減緩電池容量的衰減速率，提升電池的循環壽命。
6、在一種可能的設計中，當所述預設溫度值為45℃～60℃時，第一倍率為0.05～0.1c，第二倍率為0.1～0.2c，第三倍率為0.15～0.3c，第四倍率為0.3～0.5c。
7、通過上述方案，考慮了溫度對電池充電特性的影響，并根據溫度范圍調整了充放電倍率，以優化電池的化成過程和性能。針對較高的預設溫度值范圍為45℃～60℃時，對應的第一倍率可以適當提高為0.05～0.1c，但不宜過度提高電流，較大的電流不利于在化成初期形成致密的sei膜，且不利于在溫度為45℃～60℃時控制電池的熱生成。對應的第二倍率為0.1～0.2c，可以在電池溫度為45℃～60℃時，應對電化學反應活性較強時，以較快的速度繼續充電，同時保持電池溫度和壓力在安全范圍內。第三倍率為0.15～0.3c進行恒流恒壓充電，這有助于在45℃～60℃溫度下緩解電池內部的濃差極化，提高sei膜的質量，并確保電池達到滿充狀態。最后，以較高的第四倍率為0.3～0.5c進行放電，這有助于在電池滿充后快速放電，使sei膜中的有機成分部分再氧化為無機成分，得到的sei膜更致密穩定，同時降低sei膜阻抗，有利于減緩電池容量的衰減速率，提升電池的循環壽命。
8、在一種可能的設計中，當所述預設溫度值為60℃～80℃時，第一倍率為0.1～0.3c，第二倍率為0.15～0.5c，第三倍率為0.2～0.5c，第四倍率為0.3～0.5c。
9、通過上述方案，對應預設溫度值為60℃～80℃時，調整第一倍率為0.1～0.3c，第二倍率為0.15～0.5c，第三倍率為0.2～0.5c，第四倍率為0.3～0.5c，以優化電池的化成過程和性能。使用0.1～0.3c的倍率進行初始充電，這有助于在高溫條件下控制電池的熱生成，同時促進形成穩定的sei膜。隨著電池電壓上升到一定閾值后，提高充電倍率至0.15～0.5c，這有助于在電池溫度較高、電化學反應活性較強時，以較快的速度繼續充電，進而縮短化成時間以提高化成效率。在電池接近滿充狀態時，通過0.2～0.5c的倍率進行恒流恒壓充電，這有助于在較高溫度下緩解電池內部的濃差極化，提高sei膜的質量，并確保電池達到滿充狀態。最后，以0.3～0.5c的較高倍率進行放電，這有助于在電池滿充后快速放電至目標荷電態，使sei膜中的有機成分部分再氧化為無機成分，得到的sei膜更致密穩定，同時降低sei膜阻抗，有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鋰離子電池的化成方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)包括：當所述預設溫度值為25℃～45℃時，所述第一倍率為0.01～0.1C，第二倍率為0.05～0.15C，第三倍率為0.1～0.2C，第四倍率為0.2～0.3C。
3.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)包括：當所述預設溫度值為45℃～60℃時，第一倍率為0.05～0.1C，第二倍率為0.1～0.2C，第三倍率為0.15～0.3C，第四倍率為0.3～0.5C。
4.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)包括：當所述預設溫度值為60℃～80℃時，第一倍率為0.1～0.3C，第二倍率為0.15～0.5C，第三倍率為0.2～0.5C，第四倍率為0.3～0.5C。
5.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，還包括步驟：根據預設次數重復步驟(4)-步驟(7)，所述預設次數為0-2次。
6.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述鋰離子電池為磷酸鐵鋰鋰離子電池、三元鋰離子電池、鈷酸鋰
7.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，第一荷電態為5％SOC，第二荷電態為30％SOC。
8.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，第三倍率≤第四倍率；目標荷電態為0％SOC。
9.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)至步驟(7)的時間控制在4h-12h。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括根據權利要求1～9任一項所述鋰離子電池的化成方法得到的鋰離子電池。
...【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池的化成方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)包括：當所述預設溫度值為25℃～45℃時，所述第一倍率為0.01～0.1c，第二倍率為0.05～0.15c，第三倍率為0.1～0.2c，第四倍率為0.2～0.3c。
3.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)包括：當所述預設溫度值為45℃～60℃時，第一倍率為0.05～0.1c，第二倍率為0.1～0.2c，第三倍率為0.15～0.3c，第四倍率為0.3～0.5c。
4.根據權利要求1所述的化成方法，其特征在于，步驟(2)包括：當所述預設溫度值為60℃～80℃時，第一倍率為0.1～0.3c，第二倍率為0.15～0.5c，第三倍率為0.2～0.5c，第四倍率為0.3～0.5c。
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃欣彤，包瑞奇，劉陽，黃海寧，
申請(專利權)人：蘭鈞新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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