本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由于體積小、重量輕、能量密度高、綠色環(huán)保、無記憶效應(yīng)等顯著優(yōu)點逐步成為能源領(lǐng)域的新秀。鈦酸鋰(Li4Ti5O12)作為一種鋰離子電池負(fù)極材料，相比較于傳統(tǒng)的石墨類碳負(fù)極，具有很多優(yōu)點：循環(huán)性能優(yōu)異，鈦酸鋰充電前后晶胞大小幾乎無變化，是一種零應(yīng)變材料；可快充，鈦酸鋰屬于尖晶石結(jié)構(gòu)，具有三維的鋰離子通道，鋰離子擴散速度快；高安全，鈦酸鋰的嵌鋰電位在1.55V左右，遠(yuǎn)高于鋰枝晶析出電位，無析鋰風(fēng)險，同時鈦酸鋰作為一種過渡金屬氧化物，其熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于石墨類負(fù)極。由于鈦酸鋰具有眾多的優(yōu)點，因此成為了當(dāng)前鋰離子電池研究中的熱點。
在鈦酸鋰應(yīng)用過程中，人們普遍發(fā)現(xiàn)，鈦酸鋰電池在高溫環(huán)境下存在嚴(yán)重的脹氣問題，嚴(yán)重影響著電池的循環(huán)、倍率等性能，這極大制約了鈦酸鋰的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。東莞新能源科技有限公司在專利(專利號：CN 103259048A)中提出在高溫度高電壓下化成激活來解決鈦酸鋰電池產(chǎn)氣問題；雙登集團(tuán)股份有限公司在專利(專利號：CN 102903958A)中提出電解液中加入包括穩(wěn)定劑和氣體消除劑的添加劑和高電壓化成來解決鈦酸鋰電池產(chǎn)氣問題。南京雙登科技發(fā)展研究院有限公司在專利(專利號：CN 103259048A)中提出采用多次化成及高溫老化來解決鈦酸鋰電池產(chǎn)氣問題。
上述專利方法均有可取可用之處，但是上述方法中對電解液添加劑及溶劑純度要求較高；通過高電壓化成工藝再現(xiàn)，從實驗數(shù)據(jù)反映出電池高溫循環(huán)性能偏差、厚度變化率大；通過再現(xiàn)專利(專利號：CN 103259048A)工藝，實驗數(shù)據(jù)反映出電池高溫循環(huán)偏差、厚度變化大。
本發(fā)明的主要目的是提供一種通過化成浮充鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的方法，在保證不過充、易操作的條件下，解決鈦酸鋰脹氣問題，并提升電池循環(huán)性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決以上技術(shù)問題，提供一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，通過。
為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，包括以下步驟：
(1)化成：以0.05～1C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓，再恒壓充電至截止電流；
(2)一次活化：在50～80℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24～72h，靜置，真空抽氣；
(3)浮充：采用小電流和微電流交替循環(huán)對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓，交替循環(huán)次數(shù)為50～200次，所述小電流為0.05～0.5C的電流，微電流為0.005～0.05C的電流；
(4)二次活化：在50～80℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24～72h，靜置，真空抽氣。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)中截止電流為0.01-0.03C。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)和步驟(3)是在20～50℃下完成。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)和步驟(4)中靜置的時間為1-5h。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)和步驟(4)中真空抽氣是在真空度-0.08～-0.1MPa下完成。
進(jìn)一步地，所述步驟(3)浮充包括以下步驟：依次循環(huán)采用0.05～0.5C、0.03～0.3C、0.01～0.1C和0.005～0.05C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓，循環(huán)次數(shù)為50-100次。
本發(fā)明一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點和優(yōu)異的效果在于：
1.通過本發(fā)明的方法制作電池，將電池內(nèi)部副反應(yīng)完全充分反應(yīng)，并將副反應(yīng)中產(chǎn)生氣體排出，并增強負(fù)極表面鈍化膜的穩(wěn)定性，從而解決鈦酸鋰電池使用過程中的脹氣問題，提升電池的循環(huán)和高溫性能；
2.本發(fā)明的方法操作簡潔，成本低廉，在保證鋰電池不過充、易操作的條件下，解決鈦酸鋰脹氣問題，并提升電池循環(huán)性能，對促進(jìn)鋰電池的應(yīng)用發(fā)展具有重要意義。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實施例1
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，以鎳鈷錳酸鋰為正極，以鈦酸鋰為負(fù)極：
(1)化成：在20℃下，以0.05C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓2.7V，再恒壓充電至截止電流0.01C；
(2)一次活化：在50℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化72h，靜置5h，在真空度-0.08MPa下真空抽氣；
(3)浮充：采用小電流和微電流交替循環(huán)對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓2.7V，交替循環(huán)次數(shù)為50次，所述小電流為0.05C的電流，微電流為0.005C的電流；
(4)二次活化：在50℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化72h，靜置5h，在真空度-0.08MPa下真空抽氣。
實施例2
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，以鎳鈷錳酸鋰為正極，以鈦酸鋰為負(fù)極：
(1)化成：在50℃下，以1C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓2.7V，再恒壓充電至截止電流0.03C；
(2)一次活化：在80℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24h，靜置1h，在真空度-0.1MPa下真空抽氣；
(3)浮充：在50℃下，采用小電流和微電流交替循環(huán)對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓2.7V，交替循環(huán)次數(shù)為200次，所述小電流為0.5C的電流，微電流為0.05C的電流；
(4)二次活化：在80℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24h，靜置1h，在真空度-0.1MPa下真空抽氣。
實施例3
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，以鎳鈷錳酸鋰為正極，以鈦酸鋰為負(fù)極：
(1)化成：在38℃下，以0.4C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓2.7V，再恒壓充電至截止電流0.02C；
(2)一次活化：在65℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化36h，靜置2h，在真空度-0.06MPa下真空抽氣；
(3)浮充：在38℃下，采用小電流和微電流交替循環(huán)對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓2.7V，交替循環(huán)次數(shù)為100次，所述小電流為0.2C的電流，微電流為0.01C的電流；
(4)二次活化：在65℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化36h，靜置3h，在真空度-0.09MPa下真空抽氣。
實施例4
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，以鈦酸鋰為負(fù)極：
(1)化成：在20℃下，以0.05C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓，再恒壓充電至截止電流0.01C；
(2)一次活化：在50℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化72h，靜置5h，在真空度-0.08MPa下真空抽氣；
(3)浮充：在20℃下，依次循環(huán)采用0.05C、0.03C、0.01C和0.005C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓2.7V，循環(huán)次數(shù)為100次；
(4)二次活化：在50℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化72h，靜置5h，在真空度-0.08MPa下真空抽氣。
實施例5
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，以鈦酸鋰為負(fù)極：
(1)化成：在50℃下，以1C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓，再恒壓充電至截止電流0.03C；
(2)一次活化：在80℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24h，靜置1h，在真空度-0.1MPa下真空抽氣；
(3)浮充：在50℃下，依次循環(huán)采用0.5C、0.3C、0.1C和0.05C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓2.7V，循環(huán)次數(shù)為50次；
(4)二次活化：在80℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24h，靜置1h，在真空度-0.1MPa下真空抽氣。
實施例6
一種鈦酸鋰負(fù)極鋰電池的化成浮充方法，以鎳鈷錳酸鋰為正極，以鈦酸鋰為負(fù)極：
(1)化成：在25℃下，以0.2C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池恒流充電至截止電壓2.7V，再恒壓充電至截止電流0.02C；
(2)一次活化：在65℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24h，靜置3h，在真空度-0.09MPa下真空抽氣；
(3)浮充：在25℃下，依次循環(huán)采用0.2C、0.1C、0.05C和0.01C的電流對鈦酸鋰負(fù)極鋰電池進(jìn)行恒流充電至截止電壓2.7V，循環(huán)次數(shù)為100次；
(4)二次活化：在65℃下，將鈦酸鋰負(fù)極鋰電池高溫活化24h，靜置3h，在真空度-0.09MPa下真空抽氣。
將實施例6處理得到的鋰電池和傳統(tǒng)方法處理得到的鋰電池做3C/3C循環(huán)測試，測試結(jié)果如表1：
表1實施例6處理鋰電池與傳統(tǒng)方法處理鋰電池的3C/3C循環(huán)測試表