魯桂梅，謝秋，石永伉，任衛(wèi)斌

（中國空空特種研究院，河南洛陽471003）

摘要：考察了四種化成工藝對電池性能的影響，優(yōu)選出了一種高效的鋰離子電池化成工藝，該化成工藝是：0.1C恒流充電至電池荷電量的0.65，然后0.1C恒流放電至2.5V，連續(xù)循環(huán)兩次。該化成工藝可以提高生產效率、提高鋰離子電池的放電容量、提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

鋰離子電池是20世紀90年代出現的綠色高能環(huán)保電池，具有能量密度高、環(huán)境友好、無記憶效應、循環(huán)壽命長、自放電少等突出的優(yōu)點，是攝像機、移動電話、筆記本電腦、便攜式測量儀等電子裝置小型輕量化的理想電源，也是未來電動汽車、特種的理想輕型高能動力源。因此，鋰離子電池成為近年來電池界廣泛研究的熱點。

化成是鋰電池生產過程中的重要工序，化成時在負極表面形成一層鈍化層，即固體電解質界面膜(SEI膜)，SEI膜的好壞自接影響到電池的循環(huán)壽命、穩(wěn)定性、自放電性、安全性等電化學性能，滿足二次電池密封免維護的要求，而不同的化成工藝形成的SEI膜有所不同，對電池的性能影響也存在很大差異。傳統的小電流預充方式有助于穩(wěn)定的SEI膜形成，但是長時間的小電流充電會導致形成的SEI膜阻抗增大，從而影響鋰離子電池的倍率放電性能，過程時間長影響生產效率，另外，對于磷酸鐵鋰體系，當充電電壓大于3.7V時，可能會使磷酸鐵鋰的晶格結構造成破壞，從而影響電池的循環(huán)性能，因此，探索一種高效的鋰電池化成工藝就很有必要。本文考察了四種化成工藝對電池性能的影響，優(yōu)選出了一種高效的鋰離子電池化成工藝，該化成工藝可以提高生產效率、提高鋰離子電池的性能。

1試驗

1.1主要原料和儀器設備

化成及循環(huán)試驗中所用主要原料和儀器設備見表1。

1.2電池的制備

公司鋰離子電池的生產流程圖1所示。

1.3測試

1.3.1化成

取同一批次注液后的40AH電池12塊，分成四組，分別標識為A-1,2,3，B-1,2,3，C-1,2,3，D-1,2,3，在化成測試機上，四組電池化成工藝如表2所示。

1.3.2循環(huán)試驗

化成后，電池靜置陳化7天，在恒溫箱內，用化成測試機對四組電池以I3電流對進行充放電試驗，25℃恒溫循環(huán)30周。

2結果與討論

2.1化成

電池A-1,2,3，B-1,2,3，C-1,2,3，D-1,2,3分別按上述化成工藝進行化成，化成試驗數據見表3。

由表3數據可以看出，化成工藝2需時最短，比化成工藝1約短10小時；化成工藝3需時最長，比化成工藝1長約10小時；化成工藝4比化成工藝1約短3小時。通過對比以上數據，化成工藝2和4對生產效率的提高比較顯著，需進一步的循環(huán)測試方可深入比較以上化成工藝對電池性能的影響情況。

2.2循環(huán)試驗

化成后，電池靜置陳化7天，以I3電流對四組電池進行充放電試驗，25℃恒溫循環(huán)30周，四組電池的循環(huán)曲線擬合后如圖2所示：

由圖2及實驗數據可知：

（1）循環(huán)30周，化成工藝1、化成工藝2、化成工藝3、化成工藝4化成的電池，放電容量的平均每次衰率減分別為：0.123﹪、0.075﹪、0.113﹪、0.068﹪?？梢姡晒に?循環(huán)性能最好。

（2）化成工藝2比化成工藝1化成時間約短10小時，能大大提高生產效率，并且電池容量衰減較為緩慢，但是電池的放電容量偏低。

（3）化成工藝3化成的電池，容量衰減較快，并且化成時間比化成工藝1約長10小時，生產效率低。

（4）化成工藝4化成的三塊電池放電容量較高，容量衰減緩慢，并且化成時間比化成工藝1約短3小時，能夠提高生產效率。

3結語

綜合比較四種化成工藝，考察了四種化成工藝對電池性能的影響，從化成及循環(huán)數據分析可以看出：化成工藝4較佳，該化成工藝可以提高生產效率、提高鋰離子電池的放電容量、提高鋰離子電池的循環(huán)性能。該化成工藝是：0.1C恒流充電至電池荷電量的0.65，然后0.1C恒流放電至2.5V，連續(xù)循環(huán)兩次。