CN111584937B - 一种锂离子电池补锂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池补锂方法，从化成过程中不同化成程度取样进行放电，测定可逆电量从而确定锂离子数量，推算出SEI消耗锂离子占总化成电量的比例；使用不同化成程度SEI占总量的比例换算成SEI膜生成电流占总电流比例；绘制化成过程中总电流曲线和相应的SEI膜生成电流曲线；使用化成总电流、SEI膜电流、负极电流三条曲线作为化成工艺控制参数。本发明使用金属锂第三电极进行补锂，实现精准补量。避免形成死锂，消除安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种锂离子电池补锂方法。
背景技术
锂离子电池自从问世以来，获得了快速的发展，已经成为可充电电池的重点发展对象。随着我国《节能于新能源汽车产业发展规划》的实施，储能等新能源行业的推广，动力型和储能型锂离子电池的需求将显著增长。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、外壳、极耳等组成，锂离子再化成前，全部储存在正极活性材料以及作为离子导体的电解液中。化成是电池完成注液后对电芯进行首次充电，激活电池中的活性物质，使锂离子电池活化。在化成过程中，电解液中的溶剂和锂盐会跟负极发生副反应，形成一层固体电解质相界面膜(SEI)。一个完整的化成工艺需要进行多个充放电循环，研究显示，在首个充放电循环中，锂离子电池有初始容量的10％是作为不可逆容量损失来形成SEI膜的，后续的循环中继续形成少量的SEI膜。由于化成过程中来自正极的锂离子被消耗，无法成为能为电芯提供有效容量的活性锂，各种补锂技术得到了重视。中国专利201610015441.8开发了一种在负极上复合一层锂金属箔的方法来补锂，中国专利201710438908.4公布了使用锂金属蒸气蒸镀小于1微米厚度锂层的补锂方法，专利申请201910452204.1也使用金属锂蒸气蒸镀的方法，为锂蒸气的管道持续加热，避免沉积，改善了工艺。中国专利201210351225.2设计的方法是在惰性气体中，将有机锂盐施加到负极片表面，使有机锂盐中的锂离子还原成金属锂并嵌入负极片，在干燥负极片。专利申请201910161302.X将有机锂盐改善为碳酸氢钠溶液，将负极片于碳酸氢钠溶液进行接触后干燥，消除有机烷基锂的毒性。专利201710343164.8则先将补锂电解液注入锂离子电池中进行预充电，完成预充电量后，出去剩余的补锂电解液，重新注入常规电解液，随后对电池进行预化成。现有使用金属锂的补锂方法都没有考虑精准的使用金属锂补充锂离子，而直接将金属锂附在负极片上，等待氧化成锂离子，这样会造成很多的死锂，效果跟锂枝晶相当，甚至会造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池补锂方法，该锂离子电池补锂方法具体步骤如下：
S1：化工工艺参数的确定，如下步骤：
(1)从化成过程中不同化成程度取样进行放电，测定可逆电量从而确定锂离子数量，推算出SEI消耗锂离子占总化成电量的比例；
(2)使用不同化成程度SEI占总量的比例换算成SEI膜生成电流占总电流比例；
(3)绘制化成过程中总电流曲线和相应的SEI膜生成电流曲线；
(4)使用化成总电流、SEI膜电流、负极电流三条曲线作为化成工艺控制参数；
S2：将制作好的极芯装壳，过量注液；
S3：采用开口化成工艺，在化成工位上，连接好正极、负极、金属锂第三电极；
S4：使用步骤S1中的总电流曲线控制正极电流、SEI膜电流控制金属锂电极电流、负极电流控制负极片电流，
S5：完成化成后，移开金属电极，断开正负极跟化成设备的连接，转移到电解液抽取工序，完成补锂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用金属锂第三电极进行补锂，实现精准补量。避免形成死锂，消除安全隐患。
附图说明
图1为补锂方法实施流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种锂离子电池补锂方法，该锂离子电池补锂方法具体步骤如下：
S1：化工工艺参数的确定，如下步骤：
(1)从化成过程中不同化成程度取样进行放电，测定可逆电量从而确定锂离子数量，推算出SEI消耗锂离子占总化成电量的比例；
(2)使用不同化成程度SEI占总量的比例换算成SEI膜生成电流占总电流比例；
(3)绘制化成过程中总电流曲线和相应的SEI膜生成电流曲线；
(4)使用化成总电流、SEI膜电流、负极电流三条曲线作为化成工艺控制参数；
S2：将制作好的极芯装壳，过量注液；
S3：采用开口化成工艺，在化成工位上，连接好正极、负极、金属锂第三电极；
S4：使用步骤S1中的总电流曲线控制正极电流、SEI膜电流控制金属锂电极电流、负极电流控制负极片电流，
S5：完成化成后，移开金属电极，断开正负极跟化成设备的连接，转移到电解液抽取工序，完成补锂。
本发明使用金属锂第三电极进行补锂，实现精准补量。避免形成死锂，消除安全隐患。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种锂离子电池补锂方法，其特征在于：该锂离子电池补锂方法具体步骤如下：
S1：化工工艺参数的确定，如下步骤：
(1)从化成过程中不同化成程度取样进行放电，测定可逆电量从而确定锂离子数量，推算出SEI消耗锂离子占总化成电量的比例；
(2)使用不同化成程度SEI占总量的比例换算成SEI膜生成电流占总电流比例；
(3)绘制化成过程中总电流曲线和相应的SEI膜生成电流曲线；
(4)使用化成总电流、SEI膜电流、负极电流三条曲线作为化成工艺控制参数；
S2：将制作好的极芯装壳，过量注液；
S3：采用开口化成工艺，在化成工位上，连接好正极、负极、金属锂第三电极；
S4：使用步骤S1中的总电流曲线控制正极电流、SEI膜电流控制金属锂电极电流、负极电流控制负极片电流，
S5：完成化成后，移开金属电极，断开正负极跟化成设备的连接，转移到电解液抽取工序，完成补锂。
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