一种磷酸铁锂电池的化成方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112751098 A(43)申请公布日 2021.05.04

(21)申请号 202110095913.6(22)申请日 2021.01.25

(71)申请人 唐山航天万源科技有限公司

地址 063000 河北省唐山市路北区友谊路

西侧、庆南道南侧航天科技园内(72)发明人 刘建伟　曾怡　

(74)专利代理机构 唐山科轩专利代理事务所

(特殊普通合伙) 13146

代理人 孔娟(51)Int.Cl.

H01M 10/44(2006.01)H01M 10/058(2010.01)H01M 10/0525(2010.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种磷酸铁锂电池的化成方法(57)摘要

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体来说，涉及一种磷酸铁锂电池的化成方法。一种磷酸铁锂电池的化成方法，电池注液后经过24h常温静置后，用两块大于电池本体的夹板将电池夹住，漏出极耳和气袋部分；将处理后的电池用0.03C‑0.05C的电流充电10h‑16.7h；将充电完成后的电池放入40‑60℃烘箱静置老化后，室温恢复，将电池用夹具固定，用0.1‑0.3C的电流充至3.65V后继续用0.1‑0.3C的电流放电至2.5V，再以0.5‑1C电流充放一次，最后保持30%的电量；将制备的电池在真空条件下进行抽气封口。本发明化成方法所得到的磷酸铁锂电池循环寿命明显长且电池的鼓胀比例明显降低。

CN 112751098 ACN 112751098 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种磷酸铁锂电池的化成方法，其特征在于，采用以下步骤：S1电池注液后经过24h常温静置后，用两块大于电池本体的夹板将电池夹住，漏出极耳和气袋部分；

S2将S1处理后的电池用0.03C‑0.05C的电流充电10h‑16.7h；S3将S2充电完成后的电池放入40‑60℃烘箱静置老化后，室温恢复，将电池用夹具固定，用0.1‑0.3C的电流充至3.65V后，继续用0.1‑0.3C的电流放电至2.5V，再以0.5‑1C电流充放一周，最后保持30%的电量；

S4将S3制备的电池在真空条件下进行抽气封口。2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤S4在真空条件下进行抽气封口的操作条件为在真空度为‑0.08MPa—‑0.09 MPa的条件下静置1min‑3min，进行抽气封口，抽气环境为气温25℃±2，露点低于‑45℃，封口温度为170℃‑190℃。

3.根据权利要求1所述的所述一种磷酸铁锂电池的化成方法，其特征在于，步骤S1中，夹板为钢化玻璃板、亚克力板或PP板。

4.根据权利要求1所述的所述一种磷酸铁锂电池的化成方法，其特征在于，步骤S3中，老化时间为24‑60h；室温恢复时间为5h。

5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成方法，其特征在于，所述电池的正极材料为磷酸铁锂，所述电池的负极材料为石墨。

6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成方法，其特征在于，步骤S3中，夹板的厚度为3‑5mm。

7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成方法，其特征在于，电池放入烘箱中静置时保持电池气袋朝上。

2

CN 112751098 A

说　明　书

一种磷酸铁锂电池的化成方法

1/3页

技术领域

[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体来说，涉及一种磷酸铁锂电池的化成方法。背景技术

[0002]锂离子电池由于其较高的能量密度，能快速充放电以及绿色环保等优点，被广泛的应用在电动汽车、混合动力汽车、数码产品、移动通信基站等多个场合，具有极大的市场需求。特别是磷酸铁锂电池，循环寿命长，正极材料稳定不分解，具有其他正极材料无法比拟的安全性，而且磷酸铁锂资源丰富，环保性高。[0003]在锂离子电池制造工艺中，化成是一道十分重要的工艺，化成是锂离子电池在首次充电过程中，负极表面会产生一层固态电解质膜（SEI膜），SEI膜形成的致密程度会直接影响到电池的电性能、安全性能以及循环功能。传统的小电流化成方式有助于稳定的SEI膜形成，然而长时间的小电流导致的长时间的化成工序，会导致生产效率低下，增加电池的生产成本。

[0004]公开号为CN109167112A的发明专利公开了一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，所述方法采用高温分段式充电，可以形成稳定的SEI膜，但是对于化成设备会有较高的要求；公开号为CN109346776A的发明专利公开了一种软包锂离子电池的化成方法，所述方法可以减少化成过程中电池内气体的积累，有效减少气体生成对固体电解质膜形成的影响，避免极片上出现黑斑。但是电池注液后直接化成，极片还未得到充分浸润，会对电池的性能有一定的影响。

发明内容

[0005]本发明的发明目的为提供一种较优的化成方法，改善电池使用过程中鼓胀现象，又能延长电池循环性能的磷酸铁锂电池的化成方法。[0006]为实现上述发明目的，（以下内容同权利要求书）：本发明采用以下技术方案

本发明提出的磷酸铁锂电池的化成方法包括以下步骤：S1电池注液后经过24h常温静置后，用两块大于电池本体的夹板将电池夹住，漏出

极耳和气袋部分，夹板的厚度为3‑5mm。

[0007]S2将电池用0.03C‑0.05C的电流充电10h‑16.7h；

S3将充电完成后的电池放入40‑60℃烘箱静置老化后，室温恢复5h，将电池用夹具

固定，用0.1‑0.3C的电流充至3.65V后，继续用0.1‑0.3C的电流放电至2.5V，再以0.5‑1C电流充放一周，最后保持30%的电量；

S4在真空度‑0.08MPa—‑0.09 MPa条件下进行抽气封口；进一步的，所述电池的正极材料为磷酸铁锂，所述电池的负极材料为石墨；进一步的，步骤S4在真空度‑0.08MPa—‑0.09 MPa条件下静置1min‑3min，进行抽

气封口，抽气环境为气温25±2℃，露点低于‑45℃，封口温度为170℃‑190℃；

进一步的，步骤S1中，夹板为钢化玻璃板、亚克力板、PP板中的一种或几种；

3

CN 112751098 A

说　明　书

2/3页

进一步的，步骤S3中，老化时间为24‑60h。

[0008]有益效果

本发明的有益效果是可以延长电池的使用寿命，改善电池使用过程中鼓胀现象。

常温下进行化成，对化成设备要求低，电池注液后，在常温下静置24h，使电解液与活性物质充分接触，提升了电解液的浸润效果，对于形成均匀、致密的SEI膜提供了前提条件。附图说明

[0009]图1为本发明实施例1、实施例2，对比例1、对比例2对应的磷酸铁锂电池循环曲线图。

具体实施方式

[0010]以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0011]实施例1

磷酸铁锂电池经注液后，常温静置24h,，用两块大于电池本体的厚约4mm的钢化玻

璃板将电池夹住，漏出极耳和气袋部分。在化成柜上先用0.03C电流充电16.7h，卸掉夹板，将电池气袋朝上，在45℃烘箱中静置48h，取出后降至常温，恢复5h，再用夹板夹好，用0.1C的电流充至3.65V后继续用0.1C的电流放电至2.5V，用0.5C的电流充放一周，最后保持30%的电量。将电池夹板卸掉，在真空度为‑0.09MPa的条件下进行抽气封口。[0012]实施例2

磷酸铁锂电池经注液后，常温静置24h,，用两块大于电池本体的厚约4mm的钢化玻

璃板将电池夹住，漏出极耳和气袋部分。在化成柜上先用0.05C电流充电10h，卸掉夹板，将电池气袋朝上，在45℃烘箱中静置48h，取出后降至常温，再用夹板夹好，用0.3C的电流充电至3.65V后，继续用0.3C的电流放电至2.5V，用1C的电流充放一周，最后保持30%的电量。将电池夹板卸掉，在真空度为‑0.09MPa的条件下进行抽气封口。[0013]对比例1

磷酸铁锂电池经注液后，常温静置24h,，用两块大于电池本体的厚约4mm的钢化玻

璃板将电池夹住，漏出极耳和气袋部分。在化成柜上先用0.02C电流充电25h，卸掉夹板，将电池气袋朝上，在45℃烘箱中静置48h，取出后降至常温，在真空度为‑0.09MPa的条件下进行抽气封口，用0.2C的电流充至3.65V后继续用0.2C的电流放电至2.5V，用1C的电流充放一周，最后保持30%的电量。将电池夹板卸掉，在真空度为‑0.09MPa的条件下进行抽气封口。[0014]对比例2

磷酸铁锂电池注液后，常温静置24h,，用两块大于电池本体的厚约4mm的钢化玻璃

在化成柜上先用0.2C电流充电50%，卸掉夹板，将电池板将电池夹住，漏出极耳和气袋部分。

气袋朝上，在45℃烘箱中静置48h，取出后降至常温，再用夹板夹好，用1C的电流充电至3.65V后，继续用正常工作电流放电至2.5V，最后保持30%的电量。将电池夹板卸掉，在真空度为‑0.09MPa的条件下进行抽气封口。[0015]图1为本发明实施例1、实施例2，对比例1、对比例2对应的磷酸铁锂电池循环曲线

4

CN 112751098 A

说　明　书

3/3页

图。由图可知实施例1、实施例2的循环寿命明显长于对比例1和对比例2，且电池的鼓胀比例明显降低。

5

CN 112751098 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

6