本發(fā)明屬于鈉離子電池，具體涉及一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝。

背景技術(shù)：

1、在碳酸鋰價(jià)格飆升，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈緊張的局勢(shì)下，鈉離子電池具有更低的成本、更好的安全性能、更佳的低溫性、更長(zhǎng)的循環(huán)壽命等，因此目前研究偏向于通過(guò)鈉離子電池來(lái)替代鋰離子電池在動(dòng)力與儲(chǔ)能二次電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。鈉離子電池的化成和分容工藝在其制造過(guò)程中具有重要的地位，這兩項(xiàng)工藝不僅能夠提高電池的性能和質(zhì)量，還能夠優(yōu)化電池配組并提高生產(chǎn)效率。因此，在鈉離子電池的制造過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制化成和分容工藝的質(zhì)量和流程。

2、現(xiàn)如今，在鈉離子電池的化成、分容生產(chǎn)工藝中，為了保證鈉離子電池的性能與成膜穩(wěn)定性，電池化成采用先小倍率電流，然后階梯式充電至一定soc的方式，分容采用兩次充放循環(huán)的方式，這使得整個(gè)化成分容周期較長(zhǎng)，較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期也降低了生產(chǎn)效率，提高了制造成本。因此，如何優(yōu)化化成分容工藝、提升鈉離子電池的性能及生產(chǎn)效率是亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，以解決背景技術(shù)中鈉離子電池的化成、分容周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，包括以下步驟：

4、s1:化成：將待化成鈉離子電池進(jìn)行三段式充電，在每個(gè)階段進(jìn)行抽負(fù)壓，得到化成后的鈉離子電池；

5、s2：分容：將化成后的鈉離子電池室溫?cái)R置12h后，先充電至100％soc，再放電至0％soc，最后充電至59％-61％soc電量，在每個(gè)階段進(jìn)行抽負(fù)壓，得到鈉離子電池。

6、進(jìn)一步地，步驟s1中，化成的具體步驟為：將待化成鈉離子電池靜置5～10min；0.05c恒流充電至9％-11％soc電量，截止電壓為3.0v，之后靜置5～10min；0.1c恒流充電至29％-31％soc電量，截止電壓為3.5v，之后靜置5～10min；0.2c恒流充電至64％-66％soc電量，截止電壓為3.95v，得到化成后的鈉離子電池。

7、上述步驟分為三步，即小電流、中電流和大電流三個(gè)階段。在小電流階段，通過(guò)施加溫和而穩(wěn)定的電流，有助于電池內(nèi)部逐漸形成一個(gè)致密、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且界面阻抗較低的固體電解質(zhì)界面(sei)膜。這一層膜對(duì)于電池的性能至關(guān)重要，它能有效隔離電解液與電極材料之間的直接接觸，減少不必要的副反應(yīng)，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。緊接著的中電流階段，電流強(qiáng)度適度提升，進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)sei膜的形成。進(jìn)入大電流階段后，電流強(qiáng)度顯著增加，這一策略旨在迅速而有效地消除電解液與負(fù)極硬碳之間可能存在的副反應(yīng)。通過(guò)大電流的沖刷作用，能夠再次提升sei膜的致密程度，使其更加堅(jiān)韌耐用。同時(shí)，這一階段還有效抑制了鈉離子的析出，避免了因鈉離子沉積而導(dǎo)致的電池性能下降和安全隱患。

8、進(jìn)一步地，步驟s1中，化成全程溫度均為32～38℃。

9、進(jìn)一步地，步驟s1中，化成每個(gè)階段的負(fù)壓值均為-60kpa～-70kpa。

10、進(jìn)一步地，步驟s2的具體步驟為：0.33c恒流充電至100％soc電量，截止電壓4.25v，之后靜置5～10min；0.5c恒流放電至0％soc，截止電壓2.0v，之后靜置5～10min；再次0.33c恒流充電至59％-61％soc，截止電壓3.85v，擱置5～10min，得到鈉離子電池。

11、進(jìn)一步地，步驟s2中，分容每個(gè)階段的負(fù)壓值均為-60kpa～-70kpa，溫度均為32～38℃。

12、進(jìn)一步地，待化成鈉離子電池的制備方法為：

13、a1：將正極片、負(fù)極片與隔膜一起按順序疊好,得到裸電芯；

14、a2：將裸電芯放置于鋁殼中進(jìn)行封口焊接，之后在烘箱中干燥；

15、a3:極片水分值滿足條件后進(jìn)行注液，注液后高溫靜置得到待化成的鈉離子電池。

16、進(jìn)一步地，步驟a1中，正極片的材料為鎳錳酸鈉，負(fù)極片的材料為硬碳，電解液為碳酸酯類(lèi)電解液，隔膜為雙層涂膠陶瓷隔膜。

17、進(jìn)一步地，步驟a2中，干燥的溫度為85～95℃，干燥的時(shí)間為10～14h。

18、進(jìn)一步地，步驟a3中，極片水分值的條件為：正極水分值≤200ppm，負(fù)極水分值≤500ppm；高溫靜置的溫度為35-45℃。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、1、本發(fā)明采用小電流、中電流、大電流三段階梯式恒流充電，小電流、中電流階段保證電池內(nèi)部形成致密、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、界面阻抗低的sei膜，大電流階段可以消除電解液與負(fù)極硬碳之間的副反應(yīng)，再次提高sei膜的致密程度，同時(shí)抑制鈉離子的析出。通過(guò)負(fù)壓、高溫分容，進(jìn)一步將電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體及時(shí)排除，使電解液更好地滲透到電極表面，對(duì)形成更致密、穩(wěn)定的sei膜有顯著作用。

21、2、本發(fā)明在不影響鈉離子電池容量發(fā)揮與循環(huán)的基礎(chǔ)上，通過(guò)將化成與分容工步結(jié)合的方法，大幅度減少了工藝整體時(shí)長(zhǎng)，提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本。

技術(shù)特征：

1.一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟s1中，化成的具體步驟為：將待化成鈉離子電池靜置5～10min；0.05c恒流充電至9％-11％soc電量，截止電壓為3.0v，之后靜置5～10min；0.1c恒流充電至29％-31％soc電量，截止電壓為3.5v，之后靜置5～10min；0.2c恒流充電至64％-66％soc電量，截止電壓為3.95v，得到化成后的鈉離子電池。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟s1中，化成全程溫度均為32～38℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟s1中，化成每個(gè)階段的負(fù)壓值均為-60kpa～-70kpa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟s2的具體步驟為：0.33c恒流充電至100％soc電量，截止電壓4.25v，之后靜置5～10min；0.5c恒流放電至0％soc，截止電壓2.0v，之后靜置5～10min；再次0.33c恒流充電至59％-61％soc，截止電壓3.85v，擱置5～10min，得到鈉離子電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟s2中，分容每個(gè)階段的負(fù)壓值均為-60kpa～-70kpa，溫度均為32～38℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，待化成鈉離子電池的制備方法為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟a1中，正極片的材料為鎳錳酸鈉，負(fù)極片的材料為硬碳，電解液為碳酸酯類(lèi)電解液，隔膜為雙層涂膠陶瓷隔膜。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟a1中，干燥的溫度為85～95℃，干燥的時(shí)間為10～14h。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，其特征在于，步驟a3中，極片水分值的條件為：正極水分值≤200ppm，負(fù)極水分值≤500ppm；高溫靜置的溫度為35-45℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，屬于鈉離子電池技術(shù)領(lǐng)域。一種動(dòng)力鈉離子電池化成和分容工藝，包括以下步驟：S1:化成：將待化成鈉離子電池進(jìn)行三段式充電，在每個(gè)階段進(jìn)行抽負(fù)壓，得到化成后的鈉離子電池；S2：分容：將化成后的鈉離子電池室溫?cái)R置12h后，先充電至100％SOC，再放電至0％SOC，最后充電至59％?61％SOC電量，在每個(gè)階段進(jìn)行抽負(fù)壓，得到鈉離子電池。本發(fā)明在不影響鈉離子電池容量發(fā)揮與循環(huán)的基礎(chǔ)上，通過(guò)將化成與分容工步結(jié)合的方法，大幅度減少了工藝整體時(shí)長(zhǎng)，提高了生產(chǎn)效率降低了制造成本。

技術(shù)研發(fā)人員：熊詩(shī)琦,汪賢磊,梁沖,尤偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽吉厚智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15