本發(fā)明涉及鋰離子電池的高溫老化，具體而言，是一種鋰離子電池高溫老化時間的確定方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池自從20世紀(jì)90年代商業(yè)化使用以來，便以其較高的比能量，存儲壽命長，無污染，無記憶效應(yīng)，自放電率小，循環(huán)壽命長以及可快速充放電等優(yōu)點迅速發(fā)展起來，成為筆記本電腦、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品的理想供電電源，同時也在電動自行車及電動汽車上得到廣泛的應(yīng)用。因此，對鋰離子電池的研究一直是最近幾年電池界研究的熱點。

對軟包電芯進(jìn)行預(yù)化成之后的高溫老化是鋰離子電池制造過程中一個非常關(guān)鍵的工序。高溫老化的必要性在于一方面可以使極片得到充分的浸潤，使正負(fù)極材料的顆粒與顆粒之間填充滿鋰離子遷移所需要的電解液，更重要的一點是，通過高溫老化可以使正負(fù)極活性物質(zhì)中的某些活躍成分通過一定的反應(yīng)失活，對sei膜進(jìn)行進(jìn)行重整及優(yōu)化，使sei膜更加致密和完整，電池整體性能表現(xiàn)更為穩(wěn)定，進(jìn)而可以改善電池的循環(huán)性能和優(yōu)化電池的貯存性能。目前的預(yù)充后老化工藝時間一般在48-72小時之間，但是一直沒有很好的方法可以確定一個體系下適合的高溫老化時間，高溫老化時間太短起不到老化的作用，過長的老化時間會延長電池制作的周期，不利于正常生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種鋰離子電池高溫老化時間的確定方法，至少達(dá)到確定一個體系下適合的高溫老化時間的目的。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種鋰離子電池高溫老化時間的確定方法，是自電芯老化開始，以預(yù)設(shè)的時間間隔從老化設(shè)備中取出電芯并降溫，降溫后測定電芯的放電直流內(nèi)阻dcr值；對所有測得的dcr值進(jìn)行分析，選取dcr增大后開始穩(wěn)定下來的時間作為同一體系電芯的高溫老化時間。

進(jìn)一步地，上述方法，包括步驟：

電芯預(yù)化成后，測定電芯的老化前放電直流內(nèi)阻，記為dcr0，

電芯置于老化設(shè)備中開始高溫老化，以預(yù)設(shè)的時間間隔取出電芯并降溫，降溫后測定其dcr值，分別記為dcr1、dcr2、……dcrn-1、dcrn，

以上述測定的dcr0、dcr1、dcr2、……dcrn-1、dcrn值計算dcr增大比率，dcr增大比率=（dcrn－dcrn-1）/dcrn-1，選取dcr增大比率開始小于預(yù)設(shè)閥值時的dcrn-1對應(yīng)的時間作為同一體系電芯的高溫老化時間。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)時間間隔為12-24小時，dcr增大比率預(yù)設(shè)閥值為1%。

進(jìn)一步地，所述電芯最終的soc狀態(tài)為30%-90%。

進(jìn)一步地，所述的高溫老化的溫度為30-50℃。

進(jìn)一步地，從高溫老化房中取出電芯降溫，降溫時間為4~8h。

進(jìn)一步地，測試放電過程中的直流內(nèi)阻，放電倍率為1-3c，放電時間為2~15s。

進(jìn)一步地，所述預(yù)化成溫度為25-60℃，壓力為0-2t。

本發(fā)明提供的確定電芯制作過程中高溫老化時間的方法。高溫老化過程是一個電芯sei膜重整與優(yōu)化的過程，在此過程中sei膜會更加的穩(wěn)定，電芯的直流內(nèi)阻dcr會增加，當(dāng)電芯的dcr不再變化或變化明顯變小時說明電芯的sei膜重整與修復(fù)完成，電芯達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，通過本發(fā)明方法選取出的電芯的老化時間，可以保證電芯的老化質(zhì)量，提高了電芯老化效率。通過此種方法，根據(jù)不同的老化時間下dcr的變化可以確定適合不同體系電芯的最佳老化時間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例dcr增大比率隨時間變化曲線。

具體實施方式

本發(fā)明典型的實施方式提供一種鋰離子電池高溫老化時間的確定方法，自電芯老化開始，以預(yù)設(shè)的時間間隔從老化設(shè)備中取出電芯并降溫，降溫后測定電芯的放電直流內(nèi)阻dcr值；對所有測得的dcr值進(jìn)行分析，選取dcr增大后開始穩(wěn)定下來的時間作為同一體系電芯的高溫老化時間。

高溫老化過程是一個電芯sei膜重整與優(yōu)化的過程，在此過程中sei膜會更加的穩(wěn)定，電芯的直流內(nèi)阻dcr會增加，當(dāng)電芯的dcr不再變化或變化明顯變小時說明電芯的sei膜重整與修復(fù)完成，電芯達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)。通過此種方法選取出的電芯的老化時間，可以保證電芯的老化質(zhì)量。dcr增大后開始穩(wěn)定下來的時間可以通過dcr-時間曲線確定，或由以下實施方式中所述的dcr增大比率-時間曲線確定。

在一種相對具體的實施方式中，通過dcr增大比率確定老化時間，包括步驟：

電芯預(yù)化成后，測定電芯的老化前放電直流內(nèi)阻，記為dcr0，

電芯置于老化設(shè)備中開始高溫老化，以預(yù)設(shè)的時間間隔取出電芯并降溫，降溫后測定其dcr值，分別記為dcr1、dcr2、……dcrn-1、dcrn，

以上述測定的dcr0、dcr1、dcr2、……dcrn-1、dcrn值計算dcr增大比率，dcr增大比率=（dcrn－dcrn-1）/dcrn-1，選取dcr增大比率開始小于預(yù)設(shè)閥值時的dcrn-1對應(yīng)的時間作為同一體系電芯的高溫老化時間。

在優(yōu)選的實施方式中，所述預(yù)設(shè)時間間隔為12-24小時，dcr增大比率預(yù)設(shè)閥值為1%。預(yù)設(shè)時間間隔可以選擇較短時間，如6小時，但是考慮到高溫老化時間太短起不到老化的作用，故選擇間隔時間最短為12小時，時間間隔最長為24小時，是考慮到過長的老化時間會延長電池制作的周期，時間間隔可以相等也可以不相等。電芯達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)后，dcr增大比率一般會在閥值為1%以下，故選擇dcr增大比率預(yù)設(shè)閥值為1%。

在優(yōu)選的實施方式中，所述電芯最終的soc狀態(tài)為30%-90%。

在優(yōu)選的實施方式中，所述的高溫老化的溫度為30-50℃。選擇高溫老化是因為高溫下電解質(zhì)的電導(dǎo)率提高，活性增強，加速了sei膜重組的過程，但溫度超過60℃，電解質(zhì)會趨于不穩(wěn)定，尤其是鋰鹽lipf6會發(fā)生分解，從而降低電池的性能，因此優(yōu)選高溫老化的溫度為30~50℃。

在優(yōu)選的實施方式中，從高溫老化房中取出電芯降溫，降溫時間為4-8h。

在優(yōu)選的實施方式中，測試放電過程中的直流內(nèi)阻，放電倍率為1-3c，放電時間為2-15s。

在優(yōu)選的實施方式中，所述預(yù)化成溫度為25-60℃，壓力為0-2t。

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

為便于比較，下述實施例中采用的電池均為軟包裝38ah的電池，所用正極材料為鎳鈷錳酸鋰，負(fù)極材料為人造石墨，所述的電池電解液為1mol/llipf6/(ec+dec+emc)(體積比1:1:1)，隔膜為pe基底，電芯的生產(chǎn)工藝相同，唯一不同的是高溫老化的時間。以下實施例中的電池均由以下生產(chǎn)工藝制得：勻漿-涂布-碾壓-模切-疊片-焊接-封裝-注液-預(yù)化成-高溫老化-dcr測試。預(yù)化成溫度為60℃，壓力為2t。對預(yù)化成完成的電芯進(jìn)行不同時間的高溫老化，老化完成后對其進(jìn)行dcr的測試，測試時先將電芯從高溫老化房取出，在室溫下放置4~8h，充分對電芯降溫，之后進(jìn)行直流內(nèi)阻dcr測試，dcr測試完成之后需對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，觀察隨不同老化天數(shù)dcr變化情況。dcr測試使用2c（76a）倍率放電，放電時間為10s。

1.將電芯進(jìn)行裝配、注液、預(yù)化成（將soc狀態(tài)調(diào)整至80%），之后進(jìn)行直流內(nèi)阻的測試，標(biāo)記為dcr0。

2.將電芯進(jìn)行裝配、注液、預(yù)化成（將soc狀態(tài)調(diào)整至80%），將電芯轉(zhuǎn)移至溫度為45℃的高溫老化房，在高溫老化房中擱置1天，取出電芯，在室溫下放置6h，將電芯的溫度降至室溫，之后進(jìn)行直流內(nèi)阻的測試，標(biāo)記為dcr1。

3.將電芯進(jìn)行裝配、注液、預(yù)化成（將soc狀態(tài)調(diào)整至80%），將電芯轉(zhuǎn)移至溫度為45℃的高溫老化房，在高溫老化房中擱置2天，取出電芯，在室溫下放置6h，將電芯的溫度降至室溫，之后進(jìn)行直流內(nèi)阻的測試，標(biāo)記為dcr2。

4.將電芯進(jìn)行裝配、注液、預(yù)化成（將soc狀態(tài)調(diào)整至80%），將電芯轉(zhuǎn)移至溫度為45℃的高溫老化房，在高溫老化房中擱置4天，取出電芯，在室溫下放置6h，將電芯的溫度降至室溫，之后進(jìn)行直流內(nèi)阻的測試，標(biāo)記為dcr3。

5.將電芯進(jìn)行裝配、注液、預(yù)化成（將soc狀態(tài)調(diào)整至80%），將電芯轉(zhuǎn)移至溫度為45℃的高溫老化房，在高溫老化房中擱置6天，取出電芯，在室溫下放置6h，將電芯的溫度降至室溫，之后進(jìn)行直流內(nèi)阻的測試，標(biāo)記為dcr4。

6.將電芯進(jìn)行裝配、注液、預(yù)化成（將soc狀態(tài)調(diào)整至80%），將電芯轉(zhuǎn)移至溫度為45℃的高溫老化房，在高溫老化房中擱置10天，取出電芯，在室溫下放置6h，將電芯的溫度降至室溫，之后進(jìn)行直流內(nèi)阻的測試，標(biāo)記為dcr5。

測得的dcr值見如表1所示，根據(jù)表1計算的dcr增大比率如表2所示，老化兩天以后dcr變化不明顯，表中僅列出了部分?jǐn)?shù)據(jù)。

表1

表2

根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制的dcr增大比率隨時間變化曲線如圖1所示。

從測試數(shù)據(jù)可以看出，電芯在未進(jìn)行高溫老化前測試dcr0較小，在進(jìn)行了高溫老化24h以內(nèi)，dcr有明顯增大的趨勢，dcr增大比率＞16%，說明此時sei膜在高溫老化的過程中進(jìn)行了重整與優(yōu)化，使得成膜更加的致密；但是在高溫老化24h以后，1#電芯在24小時到48小時的dcr的增大比率為0.43%，2#電芯在24小時到48小時的dcr的增大比率為0.08%，后續(xù)進(jìn)行更長時間的高溫老化，電芯的dcr增幅不再明顯，dcr的增大比率＜0.5%，說明在此體系下，經(jīng)過24h的45℃高溫老化后，電芯成膜致密且穩(wěn)定，高溫老化24h時間已經(jīng)足夠，在此體系下，采用24h的高溫老化既能保證電芯的老化效果，相比行業(yè)內(nèi)的老化時間，又可以縮短電芯制作的周期。