一種提高電池高、低溫性能的鋰離子二次電池的化成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種同時提高裡離子二次電池的高溫性能和低溫性能的化成方法，屬 于裡離子電池技術領域。
【背景技術】
[0002] 裡離子電池在化成過程中會在兩電極與電解液的界面處形成SEI膜，由于負電極 上的SEI膜能夠顯著減少電極材料在高低溫環境下的崩塌、延長電極的使用壽命，因而業 內一直有關注通過在負電極上形成SEI膜來改善裡離子電池高、低溫性能的研究。
[0003] 在負電極形成SEI膜的傳統方法是向裡離子電池內注入含有高、低溫成膜劑的電 解液進行一次化成，所形成的SEI膜能夠顯著提高電池的低溫性能，但是，電池在高溫循環 或高溫儲存過程中SEI膜很容易被損壞，導致電池高溫性能的衰減。
[0004] 對于上述技術問題，有研究發現一次化成電解液內的低溫成膜劑較高溫成膜劑更 易在電極上成膜，因而只有少量高溫成膜劑參與形成高溫SEI膜，該膜較薄，容易在高溫環 境中損壞。基于上述發現，有研究者提出采用二次化成的方法形成SEI膜，W同時提高電池 的高低溫性能，如中國專利文獻CN102569900A公開了一種同時改善裡離子二次電池高溫 和低溫性能的方法，首先將含低溫成膜劑的電解液A注入電池中，對電池依次進行陳化和 化成，化成至電池標稱容量的5-60%后進行真空陳化；然后將含高溫成膜劑的電解液B注入 電池中，電解液B占總電解液的5-60wt%，之后依次進行陳化和二次化成，化成至電池標稱 容量的5-60%后進行真空陳化，最后密封得到裡離子電池。
[0005] 上述技術，低溫成膜劑先成膜，在此基礎上高溫成膜劑再進一步成膜，減少了一次 化成中高、低溫成膜劑同時加入時，低溫成膜劑更易成膜所造成的高溫SEI膜過薄的問題； 但是上述技術得到的SEI膜在高溫循環和高溫儲存過程中仍然容易脫落，并伴有膜的溶解 沉積現象，導致裡離子電池的高溫性能很低。

【發明內容】

[0006] 本發明所要解決的技術問題是現有技術中二次化成的SEI膜在高溫循環或高溫 存儲過程中仍然容易脫落、并溶解沉積，使得裡離子電池的高溫性能很低；進而提出一種形 成的SEI膜在長時間高低溫環境下不易脫落，仍然對電極起到保護作用的提高電池高低溫 性能的方法。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種提高電池高、低溫性能的裡離子二次電 池的化成方法，包括如下步驟，
[0008] (1)將含有低溫成膜劑的電解液A注入組裝好的裡離子電池中，依次進行一次陳 化和一次化成，一次化成至電池標稱容量的0. 2-3%后，去除全部電解液；
[0009] (2)再將含有高溫成膜劑的電解液B注入所述裡離子電池中，依次進行二次陳化 和二次化成，二次化成至所述電池標稱容量的10-16%。
[0010] 所述一次化成進行至電池標稱容量的0. 5-2%。
[0011] 所述一次化成在0. 005-0. 03C下進行。
[0012] 所述二次化成進行至電池標稱容量的10-14%。
[0013] 所述二次化成在0. 005-0. 03C下進行。
[0014] 所述二次化成的溫度為25-6(TC。
[0015] 去除全部電解液的方法為離也分離或真空分離。
[0016] 所述電解液A中低溫成膜劑的含量為0. 5-lOwt%。
[0017] 所述電解液A中低溫成膜劑的含量為l-8wt%。
[001引所述電解液B中高溫成膜劑的含量為0. 5-lOwt%。
[0019] 所述電解液B中高溫成膜劑的含量為2-8wt%。
[0020] 所述一次陳化溫度為25-5(TC、時間為24-4她；所述二次陳化溫度為25-5CTC、時 間為12-2化。
[0021] 所述低溫成膜劑為團代有機醋、賴酸醋、亞硫酸醋和碳酸醋中的一種或多種的混 合。
[0022] 所述低溫成膜劑為碳酸己帰醋、碳酸己帰亞己醋、氣代碳酸己帰醋和丙帰賴酸醋 中的一種或多種的混合。
[0023] 所述高溫成膜劑為碳酸亞己帰醋、H帰丙基異H聚氯酸醋和己酸己帰醋中的一種 或多種的混合。
[0024] 所述電解液A、B中含有裡鹽和溶劑。
[00巧]所述裡鹽為LiPFe、LiBF4、LiAsFe和LiCl〇4中的一種或多種的混合；所述溶劑為碳 酸己帰醋、碳酸丙帰醋、二己基碳酸醋、二甲基碳酸醋、碳酸甲己醋、碳酸下帰醋、碳酸丙帰 醋、甲酸甲醋、甲酸己醋、己酸甲醋和己酸己醋中的一種或多種的混合。
[0026] 將所述電解液A、B注入裡離子電池的操作在水分含量小于或等于10. 6化pm環境 下進行。
[0027] 還包括二次化成后，將所述裡離子電池充電至電池標稱容量的50-80%。
[0028] 本發明與現有技術方案相比具有W下有益效果：
[0029] (1)本發明所述提高裡離子電池高、低溫性能的方法，先將含低溫成膜劑的電解液 A注入裡離子電池中一次陳化，之后一次化成至電池標稱容量的0. 2-3%，去除全部電解液； 再注入含有高溫成膜劑的電解液B進行二次陳化，繼而二次化成至電池標稱容量的10-16% 即可。本申請申請人發現造成現有技術二次化成的SEI膜高溫性能低的原因是一次化成中 低溫SEI膜已基本完全形成，在此基礎上的二次化成僅僅起到修補低溫SEI膜的作用，并不 能形成完整的高溫SEI膜；同時，申請人還發現實際使用中只需要薄且致密的低溫SEI膜即 可達到提高裡離子電池低溫性能的目的，而提高電池的高溫性能則需要在負電極上形成成 分穩定、比較厚的網絡結構高溫SEI膜。基于此，本發明所述方法先在負極表面形成薄而致 密的低溫SEI膜打底，而后將電解液A全部抽出W避免高、低溫成膜劑之間的干擾，再在低 溫SEI膜上形成較厚、成分穩定的網絡結構高溫SEI膜，所形成的完整SEI膜無論在高溫或 低溫環境下均能夠起到保護電極的作用、不易脫落或分解，所制備的裡離子電池的常低溫 放電容量保持率達85%W上，裡離子電池高溫存儲28天后的容量殘存率達90%W上、容量 恢復率達92%W上，高溫循環400次的容量保持率仍在90%W上，電池的高低溫性能顯著提 高，避免了現有技術二次化成的SEI膜在高溫使用時仍然容易脫落并分解，導致裡離子電 池高溫性能低的問題。
[0030] (2)本發明所述提高裡離子電池高、低溫性能的方法，所述一次化成進行至電池標 稱容量的0. 5-2%，可進一步保證打底的低溫沈I膜薄而致密。所述二次化成進行至電池 標稱容量的10-14%，可進一步在低溫沈I膜上形成較厚、成分穩定的H維網絡結構的高溫 SEI膜，W提高電池的高溫性能。所述一次化成在0. 005-0. 03C下進行，所述二次化成在 0. 005-0. 03C下進行，可進一步提高低溫SEI膜和高溫SEI膜成膜的均勻性和成分穩定性。
【具體實施方式】[00引]實施例1
[0032] 本發明提高裡離子電池高、低溫性能的方法，包括：
[0033] (1)在手套箱中水分含量小于或等于10.6化pm條件下，將含有lOwt%碳酸己帰醋 的電解液A注入組裝好的裡離子電池中（電解液A中LiPFe的濃度為1M，其余為溶劑碳酸二 己醋和甲酸己醋），裝液后的裡離子電池先在25C下一次陳化4她，再在0. 005C下化成至 電池標定容量的0. 2%后，離也分離除去電池內的全部電解液；
[0034] (2)在手套箱中水分含量小于或等于10. 6化pm條件下，將含有0. 5wt%碳酸亞己帰 醋的電解液B注入所述裡離子電池中（電解液B中LiPFe的濃度為1M，其余為溶劑碳酸己帰 醋和碳酸二甲醋)，然后將電池在25C下二次陳化2化，之后在25C下W0.005C二次化成至 所述電池標稱容量的10%后，切換至0. 2C充電至50%標稱容量，排氣密封、老