孙翠平
（天津市捷威动力工业有限公司 天津 300384）
摘要：本文提出一种锂离子电池高温老化时间的确定方法，自电芯老化开始，以预设的时间间隔从老化设备中取出电芯并降温，降温后测定电芯的放电直流内阻DCR值；对所有测得的DCR值进行分析，选取DCR增大后开始稳定下来的时间作为同一体系电芯的高温老化时间。当电芯的DCR不再变化或变化明显变小时说明电芯的SEI膜重整与修复完成，电芯达到一种稳定的状态，通过本文提出的方法选取出的电芯的老化时间，可以保证电芯的老化质量，提高了电芯老化效率。
关键词：锂离子电池； 高温老化 ；DCR
锂离子电池自从20世纪90年代商业化使用以来，因其具备较高的比能量，存储寿命长，无污染，自放电率小，循环寿命长等优点迅速发展起来，成为笔记本电脑、数码相机等电子产品的理想供电电源，同时也在电动自行车及电动汽车上得到广泛的应用。因此，对锂离子电池的研究一直是最近几年电池界研究的热点。
对软包电芯进行预化成之后的高温老化是锂离子电池制造过程中一个非常关键的工序。高温老化不仅可以使极片得到充分的浸润，使正负极材料的颗粒与颗粒之间填充满锂离子迁移所需要的电解液，同时可以使正负极活性物质中的某些活跃成分通过一定的反应失活，对SEI膜进行进行重整及优化，使SEI膜更加致密和完整，电池整体性能表现更为稳定，进而可以改善电池的循环性能和优化电池的储存性能。
1.现状分析
目前的预充后老化工艺时间一般在48-72小时之间，高温老化时间太短起不到老化的作用，过长的老化时间会延长电池制作的周期，不利于正常生产,本文提出的方法可以快速有效的确定一个体系下适合的高温老化时间,为电池的性能和电芯制程时间的优化提供了双层保障。
2. 实验数据
2.1电芯制作方案
本文所采用的电池均为软包装38Ah的电池，所用正极材料为镍钴锰酸锂，负极材料为人造石墨，所述的电池电解液为1mol/L LiPF6/(EC+DEC+EMC)(体积比1:1:1)，隔膜为PE基底，电芯的生产工艺相同，唯一不同的是高温老化的时间。以下实施例中的电池均由以下生产工艺制得：匀浆-涂布-碾压-模切-叠片-焊接-封装-注液-预化成-高温老化-DCR测试。预化成温度为45℃，压力为1t。对预化成完成的电芯进行不同时间的高温老化，老化完成后对其进行DCR的测试，测试时先将电芯从高温老化房取出，在室温下放置4~8h，充分对电芯降温，之后进行直流内阻DCR测试，DCR测试完成之后需对测试数据进行分析，观察随不同老化天数DCR变化情况。DCR测试使用2C（76A）倍率放电，放电时间为10S。
2.2电芯测试方法
按照电芯的制程工艺方法将电芯进行装配、注液、预化成（将SOC状态调整至80%），之后进行直流内阻的测试，标记为DCR0，然后将电芯转移至温度为45℃的高温老化房，在高温老化房中分别搁置1天、2天、4天、6天、10天之后，将电芯取出，在室温下放置6h，将电芯的温度降至室温，之后分别进行直流内阻的测试，标记为DCR1（高温老化1天）、DCR2（高温老化2天）、DCR3（高温老化4天）、DCR4（高温老化6天）、DCR5（高温老化10天），并根据如上数据计算DCR增大比率，DCR增大比率=（DCRn－DCRn-1）/DCRn-1，选取DCR增大比率开始小于预设阀值时的DCRn-1对应的时间作为同一体系电芯的高温老化时间。
3. 效果验证
测得的DCR值见如表1所示，根据表1计算的DCR增大比率如表2所示，老化两天以后DCR变化不明显，表中仅列出了部分数据。
.png)
图1老化过程中DCR增大比率
从测试数据可以看出，电芯在未进行高温老化前测试DCR0较小，在进行了高温老化24h以内，DCR有明显增大的趋势，DCR增大比率＞16%，说明此时SEI膜在高温老化的过程中进行了重整与优化，使得成膜更加的致密；但是在高温老化24h以后，1#电芯在24小时到48小时的DCR的增大比率为0.43%，2#电芯在24小时到48小时的DCR的增大比率为0.08%，后续进行更长时间的高温老化，电芯的DCR增幅不再明显，DCR的增大比率＜0.5%，说明在此体系下，经过24h的45℃高温老化后，电芯成膜致密且稳定，高温老化24h时间已经足够，在此体系下，采用24h的高温老化既能保证电芯的老化效果，相比行业内的老化时间，又可以缩短电芯制作的周期。
4 小结
本文通过测试高温老化后不同存储时间的电芯DCR阻值的变化，并通过计算DCR的增大比率得出一种确定高温老化时间的方法，当电芯的DCR不再变化或变化明显变小时说明电芯的SEI膜重整与修复完成，电芯达到一种稳定的状态，通过本文提出的方法选取出的电芯的老化时间，在保证电芯的老化质量的同时，提高了电芯老化效率。