關於鋰電池化成

鋰離子電池的生產製造， 是由一個個工藝步驟嚴密聯絡起來的過程。 整體來說， 鋰電池的生產包括極片製造工藝、電池組裝工藝以及最後的注液、封口、化成、老化工藝。

在這三個階段的工藝中， 每道工序又可分為數道關鍵工藝， 每一步都會對電池最後的性能形成很大的影響。

在極片製造工藝階段， 可細分為漿料製備、漿料塗覆、極片輥壓、極片分切、極片乾燥五道工藝。 在電池組裝工藝， 又根據電池規格型號的不同， 大致分為捲繞、入殼、焊接等工藝。 組裝完成後的注液工藝又包括注液、封口。 最後是電池的化成、老化、分容三步工藝。 在電池製作完成後， 需要對電池進行初次預啟動和穩定化， 也就是最後的化成-老化-分容工序。

一、化成

關於化成（Pre-formation）的概念， 就是對製造出來的鋰離子電池進行一次小電流的充放電。 在鋰電池製作完成後， 需要對電池進行小電流的充放電。

關於預充電的目的， 主要是兩個：

1、電池製作完成後， 電極材料並不是處在最佳適用狀態， 或者物理性質不合適（例如顆粒太大， 接觸不緊密等）， 或者物相本身不對（例如一些合金機理的金屬氧化物負極）， 需要進行首次充放電對其啟動。

2、在鋰電池進行第一次充電過程中， Li+從正極活物質中脫出， 經過電解液-隔膜-電解液後， 嵌入負極石墨材料層間。 在此過程中， 電子沿著週邊電路從正極遷移到負極。 此時， 由於鋰離子嵌入石墨負極電位較低電子會先與電解液反應生成SEI膜和部分氣體。 關於SEI的作用及形成機理見乾貨| SEI 是什麼？對鋰電池影響這麼大！

在此過程中會產生部分氣體產生同時伴隨少量電解液的消耗，

有些電池廠家會在此過程後進行電池排氣和補液的操作， 尤其是對於 LTO電池來說， 會產生大量的氣體造成電池鼓包厚度超過10%。 對於石墨負極來說， 產氣量較少， 不必要進行排氣的操作， 這是因為在第一次充電過程中產生的SEI膜阻礙了電子與電解液的進一步反應， 不再產生氣體。 這也就是石墨體系電池不可逆容量的來源， 雖然造成了不可逆容量損失， 但是也成就了電池的穩定。

二、老化

老化一般就是指電池裝配注液完成後第一次充電化成後的放置， 可以有常溫老化也可有高溫老化， 兩者作用都是使初次充電化成後形成的SEI膜性質和組成更加穩定， 保證電池電化學性能的穩定性。 老化的目的主要有三個：

1、電池經過預化成工序後，

電池內部石墨負極會形成一定的量的SEI膜， 但是這個膜結構緊密且孔隙小， 將電池在高溫下進行老化， 將有助於SEI結構重組， 形成寬鬆多孔的膜。

2、化成後電池的電壓處於不穩定的階段， 其電壓略高於真實電壓， 老化的目的就是讓其電壓更準確穩定。

3、將電池置於高溫或常溫下一段時間， 可以保證電解液能夠對極片進行充分的浸潤， 有利於電池性能的穩定。

電池的化成-老化工藝是必不可少的， 在實際生產中根據電池的材料體系和結構體系選擇電池充放電工藝， 但是電池的化成必須在小電流的條件下充放電。 經過這兩步關鍵工藝後， 再對穩定下來的電池進行分容， 經過包裝等工序後就可以出場了。