锂电池化成工艺附LiFePO4化成流程

锂电池化成工艺,是锂离子电池生产过程中一道重要的工序。其目的是首次激活锂电池,并在负极表面形成SEI膜。
SEI形成的劣势:SEI膜的形成在一定程度上消耗了正极过来的锂离子,使得首次充放电效率降低,同时增加了界面阻抗。
SEI膜形成的优势:SEI膜具有优异的化学稳定性,它的形成能避免电解液对电极的破坏,提高电池的循环性能。
因此,化成就是人为的控制SEI膜的形成。例如,我们希望电池的循环性能更好,那么可以适当增加SEI的厚度,但相对的化成时间就会增加。

影响化成质量的主要因素:化成电流、化成温度、化成SOC/化成时间。
(1)电流大小:电流密度对 SEI 膜的结构和性能有重要影响。电流密度大,晶核形成速度快,会导致 SEI 膜的结构疏松,且在负极表面附着不牢固;低电流密度下,晶核形成速度慢,SEI 膜的结构更加致密。
(2)温度控制:温度对化成过程也有显著影响。高温可提高电化学反应速率和 SEI 膜成型速率,但形成的 SEI 膜一致性较高但疏松、不稳定;低温过程形成的 SEI 膜致密稳定,但反应速率慢,化成时间较长。

3)化成时间/化成SOC:其实化成时间和化成SOC是对应的,在相同的电流密度下,化成时间越长,该工步下的SOC越高。我们一般通过控制电芯的SOC来控制时间。例如我们想形成更加致密的SEI膜,我们可以增加小电流的化成时间。

下面是一款LiFePO4软包电池的化成流程:
0.02C充电8%SOC,
0.1C充电30%SOC,
0.3C充电20%SOC。
化成温度为45℃,属于常规温度。化成截止电压为3.65V,总体SOC为58%,因此并不会充到3.65V。
大家可以根据自己的实际情况,合理调整。