CN1925204B - 一种锂离子电池电芯优选方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池电芯优选方法，包括如下步骤：充电步骤，给电芯充电，使其电压升高至初始电芯电压4.0～4.2伏；放置步骤，将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理，该老化处理温度高于或等于20-25℃；检测步骤，检测老化处理后的电芯电压，检测出低电压的电芯。所述放置处理时间为2～3周，最佳为2周。所述老化处理温度更优选为25℃。所述初始电芯电压优选为4.1～4.2伏，最佳为4.2伏。本发明将初始电芯电压设在4.0伏以上，在电芯老化时，内部有微短路的电芯的电压下降更明显，更易挑出低电压电芯；老化处理时间设置在2周左右，内部有微短路的电芯自放电时间更长，电压下降更明显，也更易挑出低电压电芯；老化时温度为20～25℃，接近室温，节省了能源，生产成本低。

Description

一种锂离子电池电芯优选方法

【技术领域】

本发明涉及一种锂离子电池的制备方法，尤其是指锂离子电池电芯优选方法。

【背景技术】

近年来，电脑、通讯电子产品以及消费性电子产品的功能越来越强，而其外形尺寸要求越来越小、质量越来越轻，所以，高容量、小尺寸的电池产品受到欢迎。特别是锂离子电池，其具有容量大、能量密度高、电压高等特点，在移动电话、笔记本电脑、数码相机等产品的市场占有率不断上升。

锂离子电池是以锂钴氧化物(LiCoO₂)、锂镍氧化物(LiNiO₂)或锂锰氧化物(LiMn₂O₄)等为正极活性材料，以锂金属、锂合金或碳材料为负极活性材料。其电解液可以使用液态有机电解液或固态凝胶电解液，后者又称为锂聚合物电池(Lithium Polymer Battery)，目前常用的为液态电解液。锂离子电池使用的液态电解液是有机非水溶液，如碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate，EC)、碳酸二乙酯(Diethyl Carbonate，DEC)的混合物为溶剂，以锂盐(如LiPF₆)为溶质，并添加少量添加剂组成。

锂离子电池生产工艺一般包括以下步骤：正负极配料→正负极涂布→正负极制片→电芯组装→激光焊接→注液与预充→老化→检测分容→包装出货。其中的老化步骤的主要目的是稳定电芯的电压，方便挑出低电压电芯。低电压电芯一般在其电芯内部有微短路，具有爆炸的潜在危险，一旦流入市场后果严重。在老化处理过程中，一些内部有微短路的电芯的电压下降比较快，老化完成后，进行电芯电压检测，即可方便地将这些低电压的电池挑出。目前通常采用的老化方法是：将电芯电压充电至3.92伏左右，然后在33℃环境下放置7天。采用此种老化方法对电芯进行老化，存在着电芯电压下降不明显，低电压电芯不易挑出的缺点。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：提供一种锂离子电池电芯优选方法，其能使内部有微短路的电芯电压下降更明显，而有利于方便挑选出低电压电芯。

本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种锂离子电池电芯优选方法，其能有效节约能源，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：提供一种锂离子电池电芯优选方法，包括如下步骤：

充电步骤，给电芯充电，使其电压升高至初始电芯电压4.0～4.2伏；

放置步骤，将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理，该老化处理温度为20-25℃；

检测步骤，检测老化处理后的电芯电压，检测出低电压的电芯。

上述技术方案的进一步改进在于：所述放置处理时间为2～3周，最佳为2周。

上述技术方案的进一步改进在于：优选为25℃。

上述技术方案的进一步改进在于：所述初始电芯电压优选为4.1～4.2伏，最佳为4.2伏。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、初始电芯电压在4.0伏以上，与惯常的3.92伏相比，在电芯老化时，内部有微短路的电芯的电压下降更加明显，从而在后续的检测步骤中更容易挑选出低电压电芯；

2、老化处理时间设置在2周左右，比惯常的老化时间要长，内部有微短路的电芯自放电时间更长，与正常的电芯相比，内部微短路电芯电压下降更明显，从而也更容易挑选出低电压电芯；

3、老化时环境温度为20～25℃左右，与惯常的老化处理温度相比要低，接近室温，节省了能源，降低了生产成本。

【具体实施方式】

本发明提供一种锂离子电池电芯优选方法，其主要包括如下步骤：

充电步骤，给电芯充电，使其电压升高至初始电芯电压；

放置步骤，将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理；

检测挑选步骤，检测老化处理后的电芯电压，将检测为低电压的电芯挑选出。

其中，初始电芯电压为4.0～4.2伏，优选为4.1～4.2伏，最佳为优选4.2伏；

老化处理温度为20～40℃，优选25～30℃，最佳为25℃；

放置处理的时间为1～4周，优选2～3周，特别优选2周。

之所以将初始电芯电压设定为4.0-4.2伏是因为：当电压过低(＜4.0伏)时，电芯在短时间内下降不明显，需要较长的老化时间；当电芯电压过高(＞4.2伏)时，超过锂离子电池安全电压，存在安全隐患。

老化时温度设为20～40℃是因为：温度过低(＜20℃)时，电芯老化不完全，电芯电压下降不明显，不能很好地将低电压电芯挑出；而当温度过高(＞40℃)时，电池加快老化，容易损坏电池内部结构。

老化处理时间设为1～4周是因为：当老化处理时间过短(＜1周)时，电芯老化不完全，与正常的电芯相比，内部有微短路的电芯的电压下降不明显，不利于在后续的检测步骤中有效地将内部有微短路的电芯挑出；而当老化时间过长(＞4周)时，虽能很好地分选出电芯内部有微短路的电芯，但由于老化时间过长，电芯的生产周期过长，导致经济效益下降。

下面通过具体实施例对本发明作详细的描述，并结合对比例来了解本发明的有效效果。以下各实施例只是用来更好的帮助理解本发明而不限制本发明。

实施例1

老化开始时初始电芯电压4.1伏，老化温度30℃，老化时间3周。

任意挑选同一批500个053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至4.1伏；再将电芯置于老化房中，设置环境温度为30℃；老化3周后进行电压检测，检测发现低电压电芯13个，低电压电芯率2.6％。

实施例2

老化开始时初始电芯电压4.2伏，老化温度20℃，老化时间1周。

任意挑选一批500个053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至4.2伏；再将电芯置于老化房中，设置环境温度为20℃；老化1周后进行电压检测，检测发现低电压电芯13个，低电压电芯率2.6％。

实施例3

老化开始时初始电芯电压4.1伏，老化温度30℃，老化时间4周。

任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至4.2伏；再将电芯置于老化房中，设置环境温度为20℃；老化1周后进行电压检测，检测发现低电压电芯14个，低电压电芯率2.8％。

实施例4

老化开始时初始电芯电压4.2伏，老化温度25℃，老化时间2周。

任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至4.2伏；再将电芯置于老化房中，设置环境温度为25℃；老化2周后进行电压检测，检测发现低电压电芯13个，低电压电芯率2.6％。

实施例5

老化开始时初始电芯电压4.0伏，老化温度20℃，老化时间4周。

任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至4.0伏；再将电芯置于老化房中，设置环境温度为20℃；老化1周后进行电压检测，检测发现低电压电芯14个，低电压电芯率2.8％。

对比例1

任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至3.88伏；再将电芯置于老化房中，设置环境温度为33℃；老化1周后进行电压检测，检测发现低电压电芯8个，低电压电芯率1.6％。

对比例2

任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至3.0伏；将电芯置于老化房中，设置环境温度为33℃；老化1周后进行电压检测，检测发现低电压电芯5个，低电压电芯率1.0％。

对比例3

任意挑选500个一批053450A未老化的铝壳锂离子电芯，将电芯预充电压至3.92伏；将电芯置于老化房中，设置环境温度为33℃；老化1周后进行电压检测，检测发现低电压电芯9个，低电压电芯率1.8％。

通过对比，不难发现，采用本发明的电芯老化方法来老化电芯后，低电压电芯检测率一般在2.6％左右，而采用对比例中的老化方法老化电芯后，低电压电芯检测率一般在1.8％以下。因为对比例中的电芯和采用本发明方法老化的电芯为同一批电芯，低电压电芯率应该相当，而经不同的老化方法处理后，低电压电芯检测率却相差较大，采用对比例中的老化方法来老化电芯，不利于有效地检测出低电压电芯，使部分低电压电芯流入市场，造成安全隐患，采用本发明的老化方法能有效的避免这一安全隐患。

Claims (5)

1.一种锂离子电池电芯优选方法，其包括如下步骤：

充电步骤，给电芯充电，使其电压升高至初始电芯电压；

放置步骤，将电芯在预定的老化处理温度环境下放置处理；

其特征在于：还包括检测步骤，检测老化处理后的电芯电压，检测出低电压的电芯，该老化处理温度为20-25℃，该初始电芯电压为4.0～4.2伏，放置处理时间为2～3周。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池电芯优选方法，其特征在于：该放置处理时间为2周。

3.如权利要求1所述的一种锂离子电池电芯优选方法，其特征在于：该老化处理温度为25℃。

4.如权利要求1所述的一种锂离子电池电芯优选方法，其特征在于：该初始电芯电压为4.1～4.2伏。

5.如权利要求4所述的一种锂离子电池电芯优选方法，其特征在于：该初始电芯电压为4.2伏。