一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法与流程

1.本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法。


背景技术：

2.圆柱型锂离子电池是最早商业化应用的电池，无论是在民用还是军用方面应用都较为广泛。圆柱型锂离子电池是在注液完后即可封口，再经过高温搁置后通过化成来激活电池。在锂离子电化成过程中，电池会产生大量气体，软包锂离子电池可以通过将气体排到气袋中，而圆柱型锂离子电池由于自身结构以及制造工艺无法将化成产生的气体排出，造成电池内部压力过大，出现安全问题。虽然圆柱型电池上盖大多带有泄气阀，在电池内部压力过大时可以顶开泄气阀进行泄气，但此时电池内部与空气接触后导致电池失效而无法使用，甚至可能会出现起火、爆炸的风险。由于目前对锂离子电池能量密度的要求越来越高，圆柱型锂离子电池也在往高容方向发展，而且随着容量的增加，电池产气量越来越大，使用带来的安全风险越来越高。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种能够提升圆柱形锂离子电池排气的方法，以解决现有技术中电池内部压力过大容易出现安全风险的问题。
4.本方案中的一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，包括以下步骤，
5.步骤一、圆柱型锂离子电池电芯注液完成后只盖上盖不封口，然后进行预充电；
6.步骤二、圆柱型锂离子电池预充电完成后再于45～55℃搁置；
7.步骤三、于45～55℃搁置后的圆柱型锂离子电池再进行负压化成；
8.步骤四、圆柱型锂离子电池负压化成结束后进行封口；
9.以上所有操作在湿度为1％～3％的环境下进行。
10.进一步，步骤一中盖上上盖后间隔20～60min才进行预充电。
11.进一步，进行预充电时的充电倍率为0.1～0.5c，充电时间为3～15min。
12.进一步，所述负压化成时的压力为0.06～0.08kpa。
13.进一步，所述化成的步骤为
①
搁置30～60min；
②
0.02～0.05c恒流充电7～10min；
③
搁置5～10min；
④
0.02～0.05c恒流充电至3.0v；
⑤
搁置5～10min；
⑥
0.05～0.1c恒流充电至3.4v；
⑦
搁置5～10min；
⑧
0.1～0.2c恒流充电至3.75v。在电压≤3.5v时，锂离子电池会大量产气，本方案采用阶梯试的化成充电的方法就是选取了产气的几个特征电压值，每个阶段都充分产气并及时排出，在充电至3.5v后电池产气可达到非常少了，最后在进行封口就能够避免使用过程中电池再有大量产气的可能，更进一步的提高了圆柱形锂离子电池的安全性。
14.本发明的有益技术效果是：本发明在高容圆柱型锂离子电池注液后不进行封口，目的是让高容圆柱电池在高温搁置和负压化成过程中产生的气体得以及时排出，这样能减
小电池内部压力，保证电池在使用过程中的安全性。
15.高容圆柱型锂离子电池在高温搁置和负压化成过程中产生的气体得以及时排出，不会使电芯的极片与隔膜之间产生气泡，从而阻止负极界面产生黑斑获析锂现行发生。
16.本发明优化了化成工艺，缩短了化成时间，增加了产能。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
18.实施例1，一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，以下所有操作在湿度为1％～3％的环境下进行，步骤如下：
19.步骤一、圆柱型锂离子电池电芯注液完成后只盖上盖不封口，间隔20min后进行预充电，预充电时的充电倍率为0.3c，充电时间为8min；
20.步骤二、圆柱型锂离子电池预充电完成后再于45～55℃搁置；
21.步骤三、搁置后的圆柱型锂离子电池在0.06～0.08kpa的压力条件下进行化成，化成操作步骤如下：
22.①
搁置30min，目的是平恒电池的温度；
②
0.04c恒流充电10min；
③
搁置10min；
④
0.05c恒流充电至3.0v；
⑤
搁置10min；
⑥
0.05c恒流充电至3.4v；
⑦
搁置10min；
⑧
0.2c恒流充电至3.75v；
23.步骤四、圆柱型锂离子电池化成结束后进行封口。
24.实施例2，一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，以下所有操作在湿度为1％～3％的环境下进行，步骤如下：
25.步骤一、圆柱型锂离子电池电芯注液完成后只盖上盖不封口，间隔60min后进行预充电，预充电时的充电倍率为0.1c，充电时间为15min；
26.步骤二、圆柱型锂离子电池预充电完成后再于45～55℃搁置；
27.步骤三、搁置后的圆柱型锂离子电池在0.06～0.08kpa的压力条件下进行化成，化成操作步骤如下：
28.①
搁置60min；
②
0.02c恒流充电7min；
③
搁置5min；
④
0.04c恒流充电至3.0v；
⑤
搁置5min；
⑥
0.08c恒流充电至3.4v；
⑦
搁置8min；
⑧
0.1c恒流充电至3.75v；
29.步骤四、圆柱型锂离子电池化成结束后进行封口。
30.实施例3，一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，以下所有操作在湿度为1％～3％的环境下进行，步骤如下：
31.步骤一、圆柱型锂离子电池电芯注液完成后只盖上盖不封口，间隔40min后进行预充电，预充电时的充电倍率为0.5c，充电时间为3min；
32.步骤二、圆柱型锂离子电池预充电完成后再于45～55℃搁置；
33.步骤三、搁置后的圆柱型锂离子电池在0.06～0.08kpa的压力条件下进行化成，化成操作步骤如下：
34.①
搁置45min；
②
0.05c恒流充电8min；
③
搁置8min；
④
0.02c恒流充电至3.0v；
⑤
搁置8min；
⑥
0.1c恒流充电至3.4v；
⑦
搁置5min；
⑧
0.2c恒流充电至3.75v；
35.步骤四、圆柱型锂离子电池化成结束后进行封口。


技术特征：
1.一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、圆柱型锂离子电池电芯注液完成后只盖上盖不封口，然后进行预充电；步骤二、圆柱型锂离子电池预充电完成后再于45～55℃搁置；步骤三、于45～55℃搁置后的圆柱型锂离子电池再进行负压化成；步骤四、圆柱型锂离子电池负压化成结束后进行封口；以上所有操作在湿度为1％～3％的环境下进行。2.根据权利要求1所述的一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，其特征在于：步骤一中盖上上盖后间隔20～60min才进行预充电。3.根据权利要求2所述的一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，其特征在于：进行预充电时的充电倍率为0.1～0.5c，充电时间为3～15min。4.根据权利要求3所述的一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，其特征在于：所述负压化成时的压力为0.06～0.08kpa。5.根据权利要求4所述的一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，其特征在于：所述化成的步骤为
①
搁置30～60min；
②
0.02～0.05c恒流充电7～10min；
③
搁置5～10min；
④
0.02～0.05c恒流充电至3.0v；
⑤
搁置5～10min；
⑥
0.05～0.1c恒流充电至3.4v；
⑦
搁置5～10min；
⑧
0.1～0.2c恒流充电至3.75v。

技术总结
本方案公开了锂电池技术领域的一种提升圆柱型锂离子电池安全性的方法，圆柱型锂离子电池电芯注液完成后只盖上盖不封口，然后依次进行预充电、高温搁置、负压化成、封口；所有操作在湿度为1％～3％的环境下进行。本发明在高容圆柱型锂离子电池注液后不进行封口，目的是让高容圆柱电池在高温搁置和负压化成过程中产生的气体得以及时排出，这样能减小电池内部压力，保证电池在使用过程中的安全性。保证电池在使用过程中的安全性。


技术研发人员：王储 王庆杰 蔡波 田进 付紫微 张扬 冉昕昕 杨中发 徐星
受保护的技术使用者：贵州梅岭电源有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/5/10