專利名稱：一種鋰離子蓄電池化成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰離子蓄電池化成方法。
背景技術(shù)：
鋰離子蓄電池具有比能量高的突出優(yōu)點(diǎn)，其比能量是氫鎳電池的2倍、是鎘鎳電池的4倍，相繼替代現(xiàn)有的鎘鎳電池和氫鎳電池。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對鋰離子蓄電池的壽命也提出了更高的要求。優(yōu)化的鋰離子蓄電池化成技術(shù)可以有效提高電池壽命。鋰離子蓄電池的化成是電池在注入電解液后，采用為電池進(jìn)行充放電的方法，在負(fù)極表面形成一層SEI膜，保護(hù)負(fù)極中活潑的金屬鋰不與電解液反應(yīng)。目前鋰離子蓄電池生產(chǎn)是先密封后化成，化成過程中產(chǎn)生的氣體不能釋放出來，最終影響電池壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過釋放多余氣體，同時(shí)阻止電解液的溢出和外部水份的引入保證鋰離子蓄電池在化成過程中提高生成的致密SEI膜， 以有效提高電池壽命的鋰離子蓄電池化成方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種鋰離子蓄電池化成方法，化成方法的步驟是化成準(zhǔn)備將制備好的泄氣閥安裝于電池帶有注液孔的極柱上，通過電纜將電池正極與化成設(shè)備的正端連接，負(fù)極與化成設(shè)備的負(fù)端連接；參數(shù)的設(shè)定和化成的啟動根據(jù)鋰離子電池電流、電壓、時(shí)間的參數(shù)確定化成的充放電參數(shù)，連續(xù)進(jìn)行3-5次充放電循環(huán)后，停止進(jìn)行充放電；電池化成過程中，當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過1-5個(gè)大氣壓時(shí)， 泄氣閥密封塞與閥體有間隙，當(dāng)電池內(nèi)部氣體壓力低于1-5個(gè)大氣壓時(shí)，泄氣閥密封塞與閥體為密封配合；結(jié)束化成化成設(shè)備自動停止電池充放電后，斷開電池化成電纜；將帶泄氣閥的電池置于濕度小于5%干燥間中；拆下泄氣閥，將注液孔密封，化成過程全部完成。而且，所述泄氣閥為包括帶有同軸臺階孔的閥體、螺紋連接于閥體大孔上帶有同軸孔的堵套、下端為倒錐體上端為柱體的同軸密封塞，密封塞置于閥體與堵套固裝后所構(gòu)成的腔體中，所述腔體中的閥體壁上有一泄氣孔，密封塞的柱體與堵套的同軸孔為動配合連接，腔體中密封塞的柱體上同軸置有壓力彈簧，密封塞倒錐體的大端外徑小于閥體上臺階孔的大孔直徑、大于臺階孔的小孔直徑；所述閥體小孔一橫截面上裝有PP/PE/PP三層復(fù)合膜材料的氣液分離膜；所述閥體的小孔上制有與鋰離子蓄電池上帶有注液孔的極柱相配合的內(nèi)螺紋。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為
1、本化成方法通過在化成電池的注液孔上安裝一個(gè)泄氣閥，以釋放電池中多余氣體，同時(shí)阻止電解液的溢出和外部水份的引入，提高鋰離子蓄電池在化成過程中致密SEI 膜的生成，最終提高電池的循環(huán)壽命。2、本發(fā)明中將泄氣閥螺紋固定在需要化成的電池上，泄氣閥可重復(fù)使用，具有簡便、高效、低成本的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明安裝有泄氣閥的電池示意圖；圖2為圖1中泄氣閥的剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本化成方法示意圖參見圖1，在鋰離子電池8帶有注液孔9的極柱10上安裝泄氣閥7。本化成方法的步驟是一、化成準(zhǔn)備1、制備泄氣閥參見圖2，將不銹鋼材料制成帶有臺階孔的閥體1，閥體兩端的孔上加工成部分螺紋，將透氣的PP/PE/PP三層復(fù)合薄膜材料的氣液分離膜2密封粘貼在閥體小孔的一截面上，在閥體上臺階孔的大孔的閥體壁上打一通孔作為泄氣孔5，該泄氣孔位于閥體與堵套6 安裝后形成的腔體中；將不銹鋼材料制成帶有通孔和外螺紋的堵套，該外螺紋尺寸與閥體大孔螺紋相配合；將PP材料制成下端為倒圓錐體上端為圓柱體的同軸密封塞3，該倒圓錐體的小圓直徑小于閥體的小圓直徑、倒圓錐體的大圓直徑小于閥體的大圓直徑并大于閥體的小圓直徑，以保證密封塞能夠置于閥體中并保證與閥體密封配合，密封塞上圓柱體的直徑小于堵套上的通孔直徑，以保證密封塞在堵套上自如移動并起到排氣作用。根據(jù)設(shè)定的排氣壓力，選用相應(yīng)的壓力彈簧4套在密封塞的圓柱體上，將密封塞置于閥體中，堵套穿過密封塞螺紋固定于閥體上，即制成本泄氣閥7。最后將該泄氣閥固定在鋰離子蓄電池8帶有注液孔9的極柱10上進(jìn)行鋰離子蓄電池的化成。2、安裝泄氣閥如圖1所示，鋰離子蓄電池的一端有正、負(fù)兩個(gè)極柱引出，在其中的一個(gè)極柱上開有注液孔，用于電解液的注入。注完電解液后，在開有注液孔的極柱上安裝泄氣閥。一般情況下，泄氣閥將電池密封，防止大氣中的水份進(jìn)入電池，只有在電池內(nèi)部氣體壓力大于設(shè)定值時(shí)，才將內(nèi)部氣體釋放出來，同時(shí)避免電解液的溢出。3、安裝電池在目前常用的化成設(shè)備上，通過電纜與電池連接；將電池的正極與化成設(shè)備電纜的正端連接，負(fù)極與化成設(shè)備電纜的負(fù)端連接，確認(rèn)連接正確，可靠。二、參數(shù)的設(shè)定和化成的啟動1、參數(shù)的設(shè)定
根據(jù)鋰離子電池的參數(shù)確定化成的充放電參數(shù)，主要包括電流、電壓、時(shí)間。以 IOAh電池為例，設(shè)置化成參數(shù)為(1)以IA電流恒流充電至電池電壓為4. 2V后，轉(zhuǎn)恒壓充電；(2)電池恒定在電壓為4. 2V充電，充電電流逐步減少，當(dāng)充電電流小于0. IA時(shí)，停止充電；(3)電池以2A電流放電，放電至電池電壓為2. 75V，停止放電；(4)重復(fù)(1) (3)的步驟，連續(xù)進(jìn)行5次充放電循環(huán)后，停止進(jìn)行充放電。2、化成的啟動啟動化成設(shè)備，按照“參數(shù)的設(shè)定和化成的啟動”中的“參數(shù)的設(shè)定”過程進(jìn)行化成。在電池化成過程中，密封塞與閥體為倒錐體密封配合，使泄氣閥形成單向開啟的封閉式泄氣通道，電池內(nèi)部壓力超過1. 2個(gè)大氣壓時(shí)，如圖2所示，泄氣閥上的密封塞擠壓壓力彈簧與閥體形成間隙，電池內(nèi)部多余氣體釋放出來，泄氣閥上的泄氣孔加快了多余氣體的釋放；內(nèi)部氣體壓力低于1. 2個(gè)大氣壓時(shí)，電池處于封閉狀態(tài)，阻止外部氣體的進(jìn)入，防止了大氣中的水份進(jìn)入電池內(nèi)部；泄氣閥中多孔薄膜材料作為氣液分離膜，只能將氣體釋放出來，阻止電解液的溢出；由于能夠保證多余氣體的釋放、外部水份的引入和阻止電解液的溢出，有效提高了鋰離子蓄電池在化成過程中致密SEI膜的生成，最終提高電池的循環(huán)壽命。三、結(jié)束化成1、電池完成化成程序后，化成設(shè)備自動停止為電池進(jìn)行充放電。2、斷開電池化成電纜；3、將帶泄氣閥的電池運(yùn)送至濕度小于5%干燥間中；4、拆下泄氣閥，將注液孔密封，化成過程全部完成。表1是本發(fā)明化成方法化成后電池與普通化成方法化成后電池的循環(huán)壽命性能比較。表1化成后電池循化壽命性能比較
權(quán)利要求
1.一種鋰離子蓄電池化成方法，其特征在于化成方法的步驟是化成準(zhǔn)備將制備好的泄氣閥安裝于電池帶有注液孔的極柱上，通過電纜將電池正極與化成設(shè)備的正端連接，負(fù)極與化成設(shè)備的負(fù)端連接；參數(shù)的設(shè)定和化成的啟動根據(jù)鋰離子電池電流、電壓、時(shí)間的參數(shù)確定化成的充放電參數(shù)，連續(xù)進(jìn)行3-5次充放電循環(huán)后，停止進(jìn)行充放電；電池化成過程中，當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過1-5個(gè)大氣壓時(shí)，泄氣閥的密封塞與閥體有間隙，當(dāng)電池內(nèi)部氣體壓力低于1-5個(gè)大氣壓時(shí)，泄氣閥的密封塞與閥體為密封配合；結(jié)束化成化成設(shè)備自動停止電池充放電后，斷開電池化成電纜；將帶泄氣閥的電池置于濕度小于5%干燥間中；拆下泄氣閥，將注液孔密封，化成過程全部完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子蓄電池化成方法，其特征在于所述泄氣閥為包括帶有同軸臺階孔的閥體、螺紋連接于閥體大孔上帶有同軸孔的堵套、下端為倒錐體上端為柱體的同軸密封塞，密封塞置于閥體與堵套固裝后所構(gòu)成的腔體中，所述腔體中的閥體壁上有一泄氣孔，密封塞的柱體與堵套的同軸孔為動配合連接，腔體中密封塞的柱體上同軸置有壓力彈簧，密封塞倒錐體的大端外徑小于閥體上臺階孔的大孔直徑、大于臺階孔的小孔直徑；所述閥體小孔一橫截面上密封固裝有PP/PE/PP三層復(fù)合膜材料的氣液分離膜；所述閥體的小孔上制有與鋰離子蓄電池上帶有注液孔的極柱相配合的內(nèi)螺紋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰離子蓄電池化成方法，步驟化成準(zhǔn)備將泄氣閥安裝于電池帶有注液孔的極柱上，電池連接于化成設(shè)備；參數(shù)的設(shè)定和化成的啟動根據(jù)鋰離子電池電流、電壓、時(shí)間的參數(shù)確定化成的充放電參數(shù)，3-5次充放電循環(huán)后，停止充放電；電池化成過程中，根據(jù)電池內(nèi)部壓力，泄氣閥的密封塞與閥體有開啟或密封配合；結(jié)束化成化成設(shè)備停止電池充放電，斷開電池化成電纜；將帶泄氣閥的電池置于濕度小于5％干燥間中；拆下泄氣閥，密封注液孔，完成化成。本化成方法在電池注液孔安裝泄氣閥，釋放電池多余氣體，阻止電解液溢出和外部水份引入，提高鋰離子蓄電池在化成過程中致密SEI膜生成，提高電池循環(huán)壽命，具簡便、高效、低成本特點(diǎn)。
文檔編號H01M2/12GK102376983SQ20101026026
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者馮嬋, 吳靜, 崔振海, 李志壯, 白楊, 譚玲生, 韓立明 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所