專利名稱：大容量磷酸鐵鋰鋰離子電池化成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池化成方法，特別是涉及一種大容量磷酸鐵鋰鋰離子電 池的化成方法。
背景技術(shù)：
目前，大容量磷酸鐵鋰鋰離子二次電池以其優(yōu)良的充放電特性、高安全性以及穩(wěn) 定循環(huán)性能，在小型動(dòng)力裝置、混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)大巴等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。但是，在目 前現(xiàn)有的材料體系以及生產(chǎn)工藝下，過高追求能量密度，唯有增大磷酸鐵鋰單體電池容量 與提高電池正負(fù)極材料容量配比，尤其后者的改變，在化成過程中，由于小電流恒流充電電 壓上限設(shè)置不當(dāng)，將增大負(fù)極金屬鋰晶體析出可能性；同時(shí)，由于后期大電流充電過程中， 負(fù)極體積發(fā)生變化，顆粒開裂，造成新的表面，與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新固體電解質(zhì) 膜，產(chǎn)生氣體，破壞已形成固體電解質(zhì)膜，從而大大降低電池的安全穩(wěn)定性能，進(jìn)而影響電 池整體性能，不利于磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服大容量磷酸鐵鋰鋰離子電池化成過程中負(fù)極金屬鋰晶體析出，以及大電 流充電情況下負(fù)極顆粒開裂，造成副反應(yīng)發(fā)生，從而影響電池安全性與穩(wěn)定性的不足，本發(fā) 明提供一種新的磷酸鐵鋰鋰離子電池化成方法，該方法通過限定初始小電流恒流充電電 壓，可以避免負(fù)極金屬鋰晶體的析出，并以大電流充電后，小電流繼續(xù)充電，使負(fù)極副反應(yīng) 在化成階段完全發(fā)生，從而增大電池的安全性與穩(wěn)定性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下包括以下幾個(gè)充放電階段小電流充電階段1，電流范圍為0. 02C-0. 2C，截至電壓 為3. 55V-3. 6V ；恒電壓充電階段2，截至電流為0. 02C-0. 05C ；小電流恒流放電階段3，電流 范圍為0. 2C-0. 5C，截至電壓為2. OV-2. 5V ；大電流充電階段4，電流范圍為1C-5C，截至電壓 為3. 75V-4. OV ；恒電壓充電階段5，截至電流為0. 02C-0. 05C ；小電流恒流放電階段6，電流 范圍為0. 2C-0. 5C，截至電壓為2. OV-2. 5V ；小電流充電階段7，電流范圍為0. 02C-0. 2C，截 至電壓為3. 55V-3. 6V，完成磷酸鐵鋰電池化成；所述的小電流充電階段，采用單一小電流恒流充電，業(yè)可采用不同小電流恒流階 梯充電；所述的大電流充電階段，采用單一大電流恒流充電，也可采用不同大電流恒流階 梯充電；所述的不同充放電階段之間可以擱置一定時(shí)間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、小電流充電電壓限制適當(dāng)，尤其增大電池能量密度，提高磷酸鐵鋰電池正負(fù)極 容量配比時(shí)，可以有效避免化成階段負(fù)極上金屬鋰晶體的析出，減少電池副反應(yīng)的發(fā)生，提 高電池安全性能；
2、電池大電流充電后，以小電流化成，可以使負(fù)極材料副反應(yīng)完全發(fā)生，利于形成 穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，提高電池穩(wěn)定性和循環(huán)性能，促進(jìn)大容量磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)化應(yīng)用。


圖是本發(fā)明各個(gè)階段示意圖；圖面說明1-小電流充電階段 2-恒壓充電階段 3-小電流恒流放電階段4-大電流充電階段 5-恒壓充電階段 6-小電流恒流放電階段7-小電流充電階段
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)一步詳細(xì)說明制作50Ah磷酸鐵鋰鋰離子電池按圖所示階段進(jìn)行化成，1分別以1. 5A電流恒 流充電1. 5小時(shí)、5A電流恒流充電6小時(shí)、IOA電流恒流充電至電壓3. 55V ；2當(dāng)電壓達(dá)到 3. 55V時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電流降為1A，停止充電；3再以IOA電流進(jìn)行放電，截至電 壓為2. 0V，停止放電；4然后以50A電流恒流充電，截至電壓設(shè)置為3. 75V ；5當(dāng)電壓達(dá)到 3. 75V時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直到電流降為1A，停止充電；6再以IOA電流進(jìn)行放電，截至電壓 為2. 0V，停止放電；7最后以5A電流恒流充電，直到電壓達(dá)到3. 55V，停止充電，完成電池化 成。本實(shí)施例初始小電流充電階段1，分別采用1. 5A、5A、10A電流恒流階梯式充電，可 以在保證形成穩(wěn)態(tài)致密固體電解質(zhì)膜的基礎(chǔ)上，縮短電池化成時(shí)間，從而降低生產(chǎn)周期，節(jié) 約生產(chǎn)成本。本實(shí)施例恒壓充電階段2，截止電壓上限為3. 55V，可以有效避免金屬鋰晶在負(fù)極 表面析出。
權(quán)利要求
1.一種大容量磷酸鐵鋰鋰離子電池化成方法，其特征在于包括以下步驟小電流充 電，恒壓充電；小電流恒流放電；大電流充電，恒壓充電；小電流恒流放電；小電流充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量磷酸鐵鋰鋰離子電池化成方法，其特征是小電流充 電截止電壓為3. 55V-3. 60V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量磷酸鐵鋰鋰離子電池化成方法，其特征是大電流充 電電流為1C-5C。
全文摘要
一種大容量磷酸鐵鋰鋰離子電池化成方法，屬于鋰離子電池生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于包括以下步驟步驟1小電流充電，充電截至電壓為3.55V-3.6V，恒壓充電至電流為0.02C-0.05C；小電流恒流放電；步驟2大電流充電，充電截至電壓為3.75V-4.0V，恒壓充電至電流為0.02C-0.05C；小電流恒流放電；步驟3小電流充電，充電截至電壓為3.55V-3.6V，完成電池化成。本發(fā)明限定所述步驟1充電截至電壓，避免金屬鋰在負(fù)極結(jié)晶，增強(qiáng)電池安全性；所述步驟2以大電流充電，可使碳負(fù)極副反應(yīng)完全，所述步驟3小電流充電，利于形成穩(wěn)定固體電解質(zhì)膜，增強(qiáng)電池穩(wěn)定性能與循環(huán)性能。
文檔編號(hào)H01M10/058GK102097656SQ20101060811
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月19日
發(fā)明者張小惠, 李學(xué)智, 楊智寧, 陳先榮, 陳旭 申請(qǐng)人:重慶戴徠密客電源有限公司