縮短鋰電池化成時間的辦法

在鋰電池加工制造過程中，電池的化成工序是電池制造的緊要環節，通常我們要3-7天完成鋰電池的浸潤和化成，同時為了剔除漏電流過大的鋰電池，在完成化成后還要進行2周左右的老化，這一過程占成本很高一部分，同時要占據約28%的加工場地。因此縮短鋰電池化成時間將是節約電池制造成本的一個有效方法，那么詳盡怎么辦呢？

縮短鋰電池化成時間是在不影響電池原有性能的前提下，盡可能提升鋰電池的循環性能進行的。通常要從兩個方面進行著手：

1、電解液的浸潤

電解液與活性物質充足接觸是鋰電池電極表面形成平均、致密的SEI膜的基本要求。溫度對化學物質的活性有一定的積極影響，因此溫度提高到40-60℃可以有效降低電解液與活性物質的接觸角，促使電解液進入到電極的內部的微孔之中，提升電解液的浸潤效果。為了保證鋰電池的浸潤效果和減少浸潤過程中的銅箔腐蝕現象，除了設計多步的浸潤工藝外，還會在注液后對電池進行預充電，以降低負極的電勢，減少負極銅箔溶解的風險。

2、鋰電池的化成

電池化成的過程實際上是對鋰電池首次充電的過程，為了保證在負極表面形成平均、致密的SEI膜，通常化成過程會采用非常小的電流對電池進行充電，以降低界面膜的成膜速度，從而使得形成的界面膜更加致密。

在完成了浸潤和化成后，為了將漏電電流較大的電池剔除，通常還要對電池進行1-2周的老化篩選。在電池剛剛化成結束時鋰電池內部的漏電電流通常在20-50uA/cm2，在經過幾個小時的穩定后漏電流會下降到2-5uA/cm2，在經過數周后電池內部的漏電流會下降到1uA/cm2以下。但是部分鋰電池因為制造缺陷和電解液雜質等因素導致漏電流會繼續較高，一旦進入組合之中會造成單體電池之間的電壓偏差過大，影響電池包的性能，為了保證組電池的一致性，要通過篩選將這部分電池進行剔除。

為了壓縮化成時間，在首先以較大的電流（1C）將鋰電池充電到3.9V，然后以C/5倍率在3.9-4.2V的范圍內對鋰電池進行充放電循環，最后將電池放電到3.0V，相比于以0.05C倍率進行3次循環，該制度下電池的化成時間僅要14h，化成速度提高8.5倍。這樣雖然大幅壓縮了化成時間，但是卻導致電池的容量發揮有所降低，快速化度使得電池的容量降低了13%，而倘若我們將低電壓范圍內快速充電的電流降低到0.2C或0.33C，則電池正極的比容量會比0.05C化成下降12mAh/g（7%）。

一些先進的電池技術，例如原子層沉積技術（ALD），使得進一步的壓縮浸潤和化成時間成為可能，研究聲明通過在正負極材料表面新增原子層沉積層能夠將化成時間進一步壓縮到10h以內，甚至可以筆直采用原子層沉積技術筆直在正負極聲明生成SEI膜，取代傳統意義上的SEI膜，從而進一步減少化成所要的時間。

研究聲明通過負極高電勢階段采用較大電流，在較低電勢下采用較小電流進行化成，可以有效的壓縮化成時間，該辦法在化成階段能夠部分的形成SEI膜，在鋰電池使用過程中最終完成SEI膜的構建，對最終鋰電池的循環性能沒有顯著的影響。

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