锂离子电池化成原理及注意事项

为什么要化成？

电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成。

什么是化成？

1、锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的过程。

2、锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）。

3、SEI膜的形成一方面消耗了电池中有限的锂离子，这就需要使用更多的含锂正极极料来补偿初次充电过程中的锂消耗; 另一方面也增加了电极/电解液界面的电阻造成一定的电压滞后。

化成原理

化成设备

ATL用于生产的主要的化成设备为杭州可靠性仪器厂生产的锂离子电池化成系统分为2A/2.5A/3A等几种类型，按project又分成气压针床式/装架式/插老化板几种

    LIP—3AHB01（512高温）     

    LIP—3AB01（512常温）

    LIP—3AHF04（576高温）      

    LIP—3AF04（768常温）

    LIP—3AP02（3A装架机）       

    LIP—2AP02（2A装架机）

    LIP—3AHB01W（恒功率）      

    LIP—0.5AHB01（0.5A高温）

    LIP—0.2AHB01（0.2A高温）

化成设备的工作原理

化成测试时应留意的几点

1. 夹电池前应检查backing时间及静置时间。

2. 夹电池时应先检查老化板金手指及夹子有无异常，有问题的板送修。

3.  夹好的电池入HK机时应按扫描的通道插入老化板，不要入错通道。

4. 入炉后应检查电池barcode与DTS该通道电池barcode是否一致。

5. 建化成名时应规范操作，不能输入过长的化成名，否则不能传数据。

6. 发流程时先根据MI要求导出相应的流程名，检查流程每一步的设置与MI的要求是否相符，若有出入请联系PE工程师确认，确认无误方可发流程。

7. 流程发送后应迅速检查电池电压及电流大小，若有异常电芯（及时取出，避免电芯燃烧）。

化成过程中的异常现象的处理

1、发流程时无电流

电芯在刚发流程休眠结束后，立即检查每个电芯的电流和电压，对电压异常偏低或0电压，电流为0或电流远低于设定值，检查是否没夹好，夹子断线，夹子虚焊，没夹好的重新夹好，夹子断线或虚焊的应立即休眠该电芯将其取出，并在软件中删除其电芯编号。

对电压和电流异常偏高，如电压为4499，电流为2499（1.5A的机器为1499），应立即休眠将该电芯取出，并在软件中删除其电芯编号。如果是老化板有问题，挑出送维修房维修，如果是通道有问题，应做好记录，等待工程师维修。

2、发流程后电压充不上

 如果电芯在化成过成中出现电压和电流异常波动，跳跃，或者电流正常，电压一  直充不上去，应立即休眠该电芯，以免引起燃烧。

 如果在充电过程中，电压不升反降，应立即休眠。

３、对异常停电处理：

打开机器相应的化成名（必须是断电时机器化成名）

断电保护 

自动搜寻历史数据

搜寻完毕后对话框自动关闭，查看机器有否采集到实时数据依次进行其它机器操作。

４、 过充

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来

来源：革鑫纳米

原文始发于微信公众号（锂电产业通）：锂离子电池化成原理及注意事项