本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領域，特別涉及一種鋰離子電池化成分容方法。

背景技術：

鋰離子電池具有電壓高、比能量大、充放電壽命長等優(yōu)點，因此被廣泛應用于電子產品、便攜式小型電器、儲能系統(tǒng)等多個領域的產品中。

在實際使用中，由于產品對電池容量的需求不同，由若干單體鋰離子電池組合而成的電池組得到了廣泛的應用。然而在相同工藝條件下，成批生產出來的單體鋰離子電池的容量卻各不相同，若將這些容量不相同的單體鋰離子電池直接以串并聯(lián)的方式組合成電池組，在對電池組充放電的過程中，常會出現(xiàn)部分單體鋰離子電池過充，而另一部分單體鋰離子電池充電不飽和的情況，從而影響電池組的使用壽命。由此可見，對加工好的單體鋰離子電池進行分容處理至關重要。

傳統(tǒng)的分容方法是將清洗后的電芯進行老化、拋光后，再將其放入分容柜中利用容量分容或電壓分容的方式進行分容。這種分容方式占用時間長，使得鋰離子電池的制造過程耗用的總體時間較長，而且需要利用分容柜進行分容，分容成本高。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種鋰離子電池化成分容方法，能縮短鋰離子電池的制造時間、減小成本，又能保證鋰離子電池的性能不變。

一種鋰離子電池化成分容方法，包括對電芯進行化成和對電芯進行分容的步驟，對電芯進行化成時，將電芯的電壓充至與電池出貨電壓相同的狀態(tài)；對電芯分容的方法為：將電芯封口并清洗完畢后，根據(jù)清洗后穩(wěn)定的電壓對電芯進行分容。

在其中一個實施例中，將電芯的電壓充至與電池出貨電壓相同的狀態(tài)是通過采用優(yōu)化的化成方法實現(xiàn)的，所述優(yōu)化的化成方法為：先進行電流值介于0.03C至0.07C之間的恒流充電，充電時間介于25分鐘至35分鐘之間；再進行電流值介于0.28C至0.32C之間的恒流充電，充電時間介于115分鐘至125分鐘之間；最后再進行電流值介于0.03C至0.07C之間的恒流充電，充電時間介于175分鐘至185分鐘之間。

在其中一個實施例中，所述優(yōu)化的化成方法具體為：先進行0.05C恒流充電，充電時間為30分鐘；再進行0.3C恒流充電，充電時間為120分鐘；最后進行0.05C恒流充電，充電時間為180分鐘。

在其中一個實施例中，根據(jù)清洗后穩(wěn)定電壓對電芯進行分容的具體方法為：若電壓值介于3.85V至3.90V之間，則判定電芯合格；否則，判定電芯不合格。

在其中一個實施例中，在對電芯進行化成前，還包括以下步驟：

將電芯烘烤，直至電芯里的水分完全蒸發(fā)；

向電芯第一次注入電解液；

將注液后的電芯擱置，直至極片和隔膜充分浸潤。

在其中一個實施例中，在對電芯進行化成和對電芯進行分容之間還包括以下步驟：

向化成后的電芯第二次注入電解液；

將電芯進行鋼珠封口；

清洗封口后的電芯。

在其中一個實施例中，對電芯進行化成后，電芯的電壓為3.9V。

在其中一個實施例中，向電芯第一次注入75％～85％的電解液，向化成后的電芯第二次注入15％～25％的電解液。

在其中一個實施例中，向電芯第一次注入80％的電解液，向化成后的電芯第二次注入20％的電解液。

上述鋰離子電池化成分容方法具有的有益效果為：該鋰離子電池化成分容方法直接根據(jù)清洗后的電壓對電芯進行分容，取消了傳統(tǒng)鋰離子電池制造過程中對清洗后電芯進行老化、拋光并用分容柜對鋰離子電池分容的相關步驟，分 容方法簡單，節(jié)約了電力、人力成本；且對電芯進行化成時，將電芯的電壓充至與電池出貨電壓相同的狀態(tài)，可以保證鋰離子電池的性能維持不變。

附圖說明

圖1為一實施例的鋰離子電池化成分容方法的流程圖；

圖2為驗證圖1所示實施例中的鋰離子電池化成分容方法可行性的A、B兩組電芯循環(huán)性能的對比數(shù)據(jù)圖；

圖3為驗證圖1所示實施例中的鋰離子電池化成分容方法可行性的各電芯清洗后電壓和容量的關系圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明實施例中提供的鋰離子電池化成分容方法，通過優(yōu)化化成方法，使得可以根據(jù)清洗后的電壓進行分容，分容方法簡單，并可保證電芯的性能不變。

一實施例的鋰離子電池化成分容方法包括以下步驟。

S101、將電芯烘烤，直至電芯里的水分完全蒸發(fā)。

S102、向電芯第一次注入75％～85％的電解液。

具體的，向電芯第一次注入電解液的百分比為80％。

S103、將注液后的電芯擱置，直至極片和隔膜充分浸潤。

S104、對電芯進行化成，將電芯的電壓充至與電池出貨電壓相同的狀態(tài)。

其中，在本實施例中，將電芯的電壓充至與電池出貨電壓相同的狀態(tài)，是通過采用優(yōu)化的化成方法實現(xiàn)的，該優(yōu)化的化成方法為：先進行電流值介于0.03C至0.07C之間的恒流充電，充電時間介于25分鐘至35分鐘之間；再進行電流值介于0.28C至0.32C之間的恒流充電，充電時間介于115分鐘至125分鐘之間；最后再進行電流值介于0.03C至0.07C之間的恒流充電，充電時間介于175分鐘至185分鐘之間。

具體的，該優(yōu)化的化成方法為：先進行0.05C恒流充電，充電時間為30分鐘；再進行0.3C恒流充電，充電時間為120分鐘；最后進行0.05C恒流充電， 充電時間為180分鐘。

需要說明的是，上述各階段的充電電流及充電時間也可為各相應取值范圍內的其他值，只要保證對電芯化成完畢后，電芯的電壓值與電池的出貨電壓值相同即可。

具體的，對電芯進行化成后的電壓為3.9V。

S105、向化成后的電芯第二次注入15％～25％的電解液。

具體的，向化成后的電芯第二次注入電解液的百分比為20％。

需要說明的是，第一次、第二次注入電解液的百分比還可為各自百分比范圍內的其他值，只要保證第一次注入電解液的百分比大于第二次，且兩次的百分比之和為100％即可。

S106、對電芯進行鋼珠封口。

S107、清洗封口后的電芯。

S108、根據(jù)清洗后穩(wěn)定的電壓對電芯分容，篩選出合格的電芯和不合格的電芯。

其中，分容的具體方法為：若電壓值介于3.85V至3.90V之間，則判定電芯合格，并將合格的電芯入庫；否則，判定電芯不合格，并將不合格的電芯降級。

需要說明的是，在傳統(tǒng)的化成方法中，對電芯進行化成后，電芯的電壓小于電池的出貨電壓。而本發(fā)明通過采用優(yōu)化的化成方法，使得化成后的電芯電壓與電池出貨電壓相同，從而可以使得在步驟108中，可以根據(jù)清洗后穩(wěn)定的電壓進行分容。

傳統(tǒng)的分容方法為：將清洗后的電芯進行老化、拋光后，利用分容柜對鋰離子電池進行分容。因此與傳統(tǒng)的分容方法相比，本發(fā)明提供的對鋰離子電池進行的分容的方法中，免去了老化、拋光、利用分容柜進行分容的步驟，而直接根據(jù)清洗后的電壓進行分容，分容的方法簡單，且節(jié)約了電力、人力成本。

另外，本發(fā)明中雖然優(yōu)化化成方法的耗用時間比傳統(tǒng)化成方法的時間稍長，但就本發(fā)明的整個鋰離子電池化成分容方法的過程來看，免去了傳統(tǒng)化成分容過程中的老化、拋光、利用分容柜進行分容的步驟，而這些步驟共耗用的時間 遠大于優(yōu)化化成方法相比傳統(tǒng)化成方法增加的時間，因此綜合來看，本發(fā)明縮短了鋰離子電池的整個化成分容過程的時間，從而可提高鋰離子電池的制造效率。

為了驗證本實施例中對電芯采用的優(yōu)化化成方法的可行性，選取A、B兩組電芯進行實驗驗證，其中A、B組電芯的標稱容量均為1300mAh。

具體的實驗方法為：先將A、B兩組電芯同時按順序執(zhí)行步驟S101、S102、S103。再對A組電芯執(zhí)行S104，即對A組電芯利用本發(fā)明提供的優(yōu)化化成方法進行化成，而對B組電芯利用傳統(tǒng)的方法進行化成，其中傳統(tǒng)的化成方法為：先進行0.05C恒流充電，充電時間為40分鐘，再進行0.3C恒流充電，充電時間為50分鐘。A、B兩組電芯化成完畢后，A組電芯的電壓為3.9V，而B組電芯的電壓低于3.9V。最后再將兩組電芯同時按順序執(zhí)行步驟S105、S106、S107。

將A、B組電芯清洗完畢后，對A、B組電芯進行各項實驗驗證，以得出實驗數(shù)據(jù)。具體為：先將A、B組電芯老化，再分別對A、B組電芯進行0.5C分容，并記錄各自的容量。分容后再對A、B組電芯分別進行倍率、高溫存儲、循環(huán)性能的對比試驗。實驗數(shù)據(jù)如表1和圖2所示。

表1兩組電芯實驗數(shù)據(jù)對比

其中，表1中的第5、6列為關于倍率的實驗數(shù)據(jù)，第7至10列為關于高溫存儲的實驗數(shù)據(jù)。

從表1中可以看出，A組的容量稍低于B組的容量，但差值在標稱容量即1300mAh的可接受范圍內。A、B兩組的尺寸和內阻相差較小。在倍率方面，A組的倍率強于B組。在高溫存儲方面，A組的熱尺寸增長率和冷尺寸增長率強于B組，而兩組的容量保持和容量恢復數(shù)據(jù)接近。

圖2為A、B兩組電芯循環(huán)性能的對比數(shù)據(jù)圖，由圖2中的循環(huán)數(shù)據(jù)可以看出，A組和B組的容量衰減趨勢基本一致，在200次循環(huán)后容量基本都在85％以上。

因此，從容量、尺寸、內阻、倍率、高溫存儲、循環(huán)性能方面的各實驗數(shù)據(jù)綜合來看，A、B兩組電芯的性能接近，表明對電芯利用本發(fā)明提供的優(yōu)化的化成方法進行化成，其性能與利用傳統(tǒng)化成方法化成的電芯性能接近，從而驗證了本發(fā)明提供的優(yōu)化化成方法的可行性。

另外，為了驗證本發(fā)明提供的化成分容方法中根據(jù)電芯清洗后穩(wěn)定電壓進行分容的可行性，做以下實驗進行驗證。

實驗方法為：在電芯的卷芯正極片貼膠，由于膠的寬度與電芯容量成反比，所以通過在不同電芯的卷芯正極片粘貼寬度逐漸增大的膠，即可設計出一系列容量逐漸遞減的電芯。然后將所有的電芯按照本發(fā)明提供的步驟S101至步驟S107執(zhí)行，并記錄各電芯清洗后的電壓。再對各清洗后的電芯進行0.5C分容，得出各電芯的容量。圖3顯示出了各電芯清洗后電壓和容量的關系圖。

由圖3可以看出，電芯的容量隨著清洗電壓的增加而減少，而且標稱容量為1300mAh、A2檔容量為1325mAh相對應電芯的清洗后電壓均處于3.9V左右的位置。因此，該實驗結果驗證了可根據(jù)清洗后電壓對電芯進行分容的可行性。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。