一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法技術

本發明專利技術一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法屬于電池領域，磷酸鐵鋰電池注液封裝后，在25~45?C擱置12~24小時，以0.1~1C的充放電倍率、1~5次的充放電循環、5~1440分鐘的充放電間隔時間對磷酸鐵鋰電池進行處理，電池以50~100%的荷電狀態下、在25~100?C儲存1~10天后，以0.2~1C的充放電倍率、1~3次的充放電循環、5~120min的充放電間隔進行。本發明專利技術通過后續的充放電參數和擱置處理，提高電池的穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電池領域。
技術介紹
鋰離子電池性能的穩定性，直接關系到此電池的實用性。鋰離子電池的性能，與其電極材料的組成、形貌、尺寸、結構和表面狀態有著重要的關系。鋰離子電池研究人員通過探索新的電極材料、優化電極材料的形貌尺寸、結構和表面狀態來提升鋰離子電池的性能，使鋰離子電池獲得了巨大的發展。當電池材料的主要組成 決定了之后，即選擇了一種電極材料，若提高由這種材料組裝成電池的電化學性能，則此材料的形貌、尺寸、結構和表面狀態起著重要的地位。當材料的尺寸降低到納米級時，這些影響因素會更加明顯。然而，這些因素與充放電參數的關系和這種關系對電池穩定性的影響，則無系統研究。影響鋰離子二次電池的因數有正負極材料本身的物理化學性質、尺寸、形貌、結構和表面狀態，有組成電極材料的比例、混合均勻程度和壓實密度，有電解液的性質特點(包括組成、含量、添加劑)，還有后續的充放電和特殊環境擱置處理，在對鋰離子二次電池進行分析時，需從以上諸因素綜合考慮，磷酸鐵鋰電池組裝完成后，優化外在參數的設置，從而影響電池材料的性質，最終獲得電池的穩定性。
技術實現思路
本專利技術的目的是避免現有技術中的不足之處，而提供。本專利技術的目的是通過下面措施達到的，，通過優化化成分容的參數和進行環境擱置處理來使磷酸鐵鋰電池表現出穩定性，磷酸鐵鋰電池注液封裝后，在25 45°C擱置12 24小時，以0.Γ C的充放電倍率、I飛次的充放電循環、5 1440分鐘的充放電間隔時間對磷酸鐵鋰電池進行處理，電池以5(Tl00%的荷電狀態(SOC)下、在25 100°C儲存f 10天后，以0.2 1C的充放電倍率、f 3次的充放電循環、5^120 min的充放電間隔進行。本專利技術的電池充放電完成后，在45° C高溫環境下擱置4天，電池開路電壓在總體正常電池開路電壓平均值上下，和其開路電壓的變化在高溫測試時每天不超過0.0f0.10V的其中某一數值。本專利技術的電池充放電完成后，再次以0.1~3 C的充放電倍率、f3次的充放電循環、5~6O min的充放電間隔進行最后處理。本專利技術的電池的穩定性同時表現為，電池1 C放電的放電時間不小于60 min。本專利技術通過后續的充放電參數和擱置處理，提高電池的穩定性。附圖說明附圖1是本專利技術實施例1的電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖2是本專利技術實施例1的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖3是本專利技術實施例2的電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖4是本專利技術實施例2的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖5是本專利技術實施例3的 電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖6是本專利技術實施例3的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖7是本專利技術對比例I的電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖8是本專利技術對比例I的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖9是本專利技術對比例2的電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖10是本專利技術對比例2的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖11是本專利技術對比例3的電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖12是本專利技術對比例3的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖13是本專利技術對比例4的電池高溫儲存前后和分容后電壓變化的散點圖。附圖14是本專利技術對比例4的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。附圖15是本專利技術對比例4工藝4處理的電池電壓變化的散點圖。附圖16是本專利技術對比例4工藝4處理的電池的電壓變化的正態分布圖。附圖17是本專利技術對比例5的電池高溫儲存前后電壓變化的散點圖。附圖18是本專利技術對比例5的電池的高溫儲存前后電壓變化的正態分布圖。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術做進一步說明。在進行實施例之前，需限定所采用的電池。所研究的磷酸鐵鋰電池為圓柱形18650型號電池。正負極材料直接選自市場。正極磷酸鐵鋰材料的性質特點為:a)顆粒尺寸在納米級和亞微米級之間；b)顆粒有氧化鎂的修飾和表面有碳的包覆；c)結晶度聞。石墨負極材料的性質特點為:a)平均顆粒的尺寸大于I μπι,如5 μ m,甚至10 μ m ;b)石墨表面有鈍化處理；c)石墨表面較光滑或光滑；d)在石墨材料中摻雜有氟化物。對正負極材料的性質特點進行分析，主要目的是為了設置恰當的化成分容參數提供依據。只要正負極材料具有與本專利對正負極材料所述的性質特點類似，均適用于本專利。電解液為1:1:3碳酸乙烯酯-碳酸丙烯酯-碳酸二甲酯、1:1:2碳酸乙烯酯-碳酸丙烯酯-碳酸二甲酯、2:1:2碳酸乙烯酯-碳酸丙烯酯-碳酸二甲酯、1:1碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯或1:1:1碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯-碳酸二甲酯的一種。電解質為六氟磷酸鋰(1~2 M)。添加劑為0.5 5.0 wt%成膜添加劑1，2-亞乙烯碳酸酯、氮-硅系列物、有機胺鹽或雙草酸硼酸鋰的至少一種。以LiFePO4:碳黑(SP):聚偏二氟乙烯質量比為(90 98): (0.5 5): (I 5)的配比進行正極極片配制；以石墨、碳黑、石墨導電劑(KS-6)、聚偏二氟乙烯以質量比(9(Γ95):(0.5^2): (0.5^2): (2 5)的比例進行負極極片配制。溶劑采用甲基吡咯烷酮(ΝΜΡ)。通過制片、裁片、卷繞、注液、密封等工序裝配18650型號電池。只要采用性質類似的電極材料進行電池組裝，本專利也適用于其它型號的電池。實施例1 一種提高磷酸 鐵鋰電池穩定性的方法，通過優化化成分容的參數和進行環境擱置處理來使磷酸鐵鋰電池表現出穩定性，磷酸鐵鋰電池注液封裝后， (1)、常溫靜置12h，再45° C靜置12 h; (2),0.2 C恒流恒壓充電420 min，上限電壓3.65V，截止電流0.05 C ； (3)、常溫靜置24h； (4)、充放電循環； a)、0.5C恒流放電180 min，下限電壓2.0 V;靜置IOmin ;b)、0.5 C恒流恒壓充電180 min，上限電壓3.64 V，截止電流44 mA;靜置10 min ； C)、I C恒流放電90 min,下限電壓2.0 V;靜置10 min ；d)、0.5 C恒流恒壓充電180 min，上限電壓3.64 V，截止電流44 mA;靜置10 min ； e)、lC恒流放電90 min,下限電壓2.0 V ； (5),0.5 C恒流恒壓充電180 min，上限電壓3.64 V，截止電流44 mA。然后進行45° C高溫儲存2天； (6)、1C恒流放電90 min,下限電壓2.0 V ;靜置10 min后,轉0.2 C恒流放電20 min,下限電壓2.0 V ； (7)、將電池放入高溫房存儲4d (高溫前后測電壓，結果見圖1和圖2); (8)、分容 a)、550mA恒流恒壓充電180 min,上限電壓3.65 V,截止電流44 mA ；b)、靜置10 min ； c)、1100mA放電至2.00 V (后記錄分容情況，結果見表I)。以上的工藝記為工藝la，相應電池的編號記為la-l，la-2，la_3，…。圖1和圖2表明，高溫儲存前電壓平均為2.85 V，全部電池電壓基本高于2.80 V,電壓分布非常均勻。高溫儲存I d后，絕大多數電池電壓呈上升現象，平均上升到2.86 V。這些電池再經3 d的高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法，其特征是磷酸鐵鋰電池注液封裝后，在25~45oC擱置12~24小時，以0.1~1?C的充放電倍率、1~5次的充放電循環、5~1440分鐘的充放電間隔時間對磷酸鐵鋰電池進行處理，電池以50~100%的荷電狀態下、在25~100oC儲存1~10?天后，以0.2~1?C的充放電倍率、1~3次的充放電循環、5~120?min的充放電間隔進行。

【技術特征摘要】
1.一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法，其特征是磷酸鐵鋰電池注液封裝后，在25 45° C擱置12 24小時，以0.Γ C的充放電倍率、I飛次的充放電循環、5 1440分鐘的充放電間隔時間對磷酸鐵鋰電池進行處理，電池以5(Γ100%的荷電狀態下、在25 100°C儲存Γ10天后，以0.2 1 C的充放電倍率、次的充放電循環、5 120 min的充放電間隔進行。2.根據權利要求1所述的一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法，其特征是電池充放電完成后，在45°C高溫環境下擱置4天。3.根據權利要求1所述的一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法，其特征是電池充放電完成后，再次以0.廣3 C的充放電倍率、廣3次的充放電循環、5飛O min的充放電間隔進行最后處理。4.根據權利要求1所述的一種提高磷酸鐵鋰電池穩定性的方法，其特征是 磷酸鐵鋰電池注液封裝后， (1)、常溫靜置12小時，再45°C靜置12小時； (2),0.2 C恒流恒壓充電420分鐘，上限電壓3.65V，截止電流0.05 C ； (3)、常溫靜置24小時; (4)、充放電循環； a)、0.5C恒流放電180分鐘，下限電壓2.0 V;靜置10分鐘； b)、0.5 C恒流恒壓充電180分鐘，上限電壓3.64 V，截止電流44 mA;靜置10分鐘； c)、lC恒流放電 90分鐘，下限電壓2.0 V;靜置10分鐘； d)、0.5C恒流恒壓充電180分鐘，上限電壓3.64 V，截止電流44 mA;靜置10分鐘； e)、lC恒流放電90分鐘，下限電壓2.0 V ； (5),0.5 C恒流恒壓充電180分鐘，上限電壓3.64 V，截止電流44 mA, 然后進行45° C高溫儲存2天； (6)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘寬，夏信德，薛建軍，童葉翔，
申請(專利權)人：廣州鵬輝能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：