为什么要化成？
电池制造后，通过一定的充放电办法将其内部正负极物质激活，改进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？
化成事理
SEI膜形成机制
⑴ 在一定的负极电位下，电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂分子等发生不可逆反应；
⑵ 不可逆反应紧张发生在电池首次充电过程中；
⑶ 电极表面完备被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停滞；
⑷ 一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行
SEI膜组成身分
正极确实也有层膜形成,只是现阶段认为其对电池的影响要远远小于负极表面的SEI膜,因此本文着重谈论负极表面的SEI膜（以下所涌现SEI膜未加解释则均指在负极形成的）。 负极材料石墨与电解液界面上通过界面反应能天生SEI膜 ,多种剖析方法也证明SEI 膜确实存在,厚度约为100～120nm ,其组成紧张有各种无机身分如Li2CO3 、LiF、Li2O、LiOH 等和各种有机身分如ROCO2Li 、ROLi 、(ROCO2Li) 2 等。烷基碳酸锂和Li2CO3均为3.5V前形成SEI膜的紧张身分，烷基碳酸锂和烷氧基锂为3.5V后形成SEI膜的紧张身分。化成气体产生与电压关系
化成过程中其产气总量于电压3.0V处最大,而当化成电压大于3.5V后,则产生的气体就迅速减少.化成电压小于2.5V时,产生的气体紧张为H2和CO2等;随着化成电压的升高,在3.0V~3.8V的范围内,气体的组成紧张是C2H4,超出3.8V往后,C2H4含量显著低落,此时产生的气体身分紧张为C2H6和CH4.个中,3.0V~3.5V之间为SEI层的紧张形成电压区间.而在这一电压区间,产生的气体组分紧张为C2H4.因此可以认为,这时SEI层的形成机理紧张是电解液溶剂中EC的还原分解。
化成产生气体分类
化成产生气体身分比较
化成产生气体的缘故原由及机理
当电池电解液采取1mol/L LiPF6-EC~DMC~EMC(三者体积比1：1：1)化成电压小于2.5V下,产生的气体紧张为H2和CO2等;化成电压为2.5V时,电解液中的EC开始分解,电压3.0~3.5V的范围内,由于EC的还原分解,产生的气体紧张为C2H4;而当电压大于3.0V时,由于电解液中DMC和EMC的分解,除了产生C2H4气外,CH4,C2H6等烷烃类气体也开始涌现;电压高于3.8V后,DMC和EMC的还原分解成为主反应.此外,当化成电压处3.0~3.5V之间,化成过程中产生的气体量最大;电压大于3.5V后,由于电池负极表面的SEI层已基本形成,因此,电解液溶剂的还原分解反应受抑制,产生的气体的数量也随之迅速低落。
电解液中紧张的有机溶剂构造
EC为碳酸乙烯酯；PC为碳酸丙烯酯；DEC为二乙基碳酸酯；DMC为二甲基碳酸酯；DME为二甲氧基乙烷；DOL为二氧戊烷； MEC为甲基乙基碳酸酯
化成过程中的紧张化学反应
正极反应： LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe- 负极反应： 6C+xLi++xe-=LixC6电池总反应： LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6电压低于2.5V时 H2O+e→OH-+1/2H2 (g)OH-+ Li+→ Li OH (s)
LiOH+Li++e→LiO(s)+1/2H2(g)
LiPF6→LiF+PF5
PF5+H2O→2HF+PF3O
LiCO3+2HF→LiF+H2CO3
H2CO3→H2O+CO2(g )
SEI层形成过程中的紧张反应：EC+ e →EC·(EC自由基 ）
2EC·+2Li+→CH2=CH2 (g)+(CH2OCO2Li)2 (s)
EC+2e→CH2=CH2 (g)+CO32-
CO32- + 2Li+→Li2CO3
EC+2Li++2e→CH3OLi (s) + CO (g)
DMC + e+ Li+→CH3OCO2Li (s)+CH3·
DMC+ e+ Li+→CH3OLi (s)+CH3OCO2
CH3OCO2+CH3·→CH3OCO2CH3
EMC+ e+ Li+→CH3OCO2Li (s)+C2H5·
CH3·+1/2H2→CH4
C2H5·+1/2H2→C2H6
CH3·+CH3·→C2H6
C2H5·+CH3·→C3H8
DMC+2Li++2e→CH3OLi (s) + CO (g)
SEI膜形成中的紧张化学征象
在电池化成的过程中不仅仅是电能与化学能的转换，同时也伴随着热能的转化；在化成中的化学反应产生的气体包括H2，CO，CO2，C2H4，CH4，C2H6· · · ，以是在化成时电芯都有一个气囊，目的便是排出化成中产生的气体。 SEI膜形成的质量、稳定性、界面的优化是决定电池寿命不可忽略的主要成分。化成设备
ATL用于生产的紧张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）
化成设备的事情事理
化成设备事情状态
使电池在四种事情状态下切换，记录在每一种状态下测试的数据，
对电池性能剖析供应了详细的数据源。
- -(休眠）
CC（恒流充电）
CV（恒压充电）
DC（恒流放电）容量测试才有恒流放电，化成没有放电流程。
CPD（恒功率放电）恒功率机器专有。
化成设备电路事理
化成机器事情事理
校准事理：
采取继电器及稳压管串联,分别给每个工位根据校准流程参数进行充放电,及恒压充电,在这过程中用6.5位的高精度表进行监控。记录每个工位的实际参数。同机遇器上的掌握板也返回每个对应的回检参数。每个工位根据不同的参数大小须要测试15次以上。上位机的校准软件根据这两个参数算出K值和B值。从K.B值中求出其工位的线性参数。根据其工位的线性参数来判断其工位的电路元件偏差值。把每个工位的线性参数凑集在一起通过校准软件写入AT28C256的芯片里。每个工位经由校准后，根据其线性参数来实行其工位相对当前的流程值补上差值。使实际电流电压参数和回检值同等。
化成设备日常监控及掩护
通道精度检讨现在ATL-SSL化成设备的精度除开装架机器外，所有的化成机精度电压都在 ±2mV，电流都在±2mA之内。
化成机器通讯线连接是否良好高温化成应检讨温度表 测试机器高温送风马达运转时声音是否正常老化板检讨1.夹子
夹子松劲度及弹性是否良好，是否破损，是否掉胶垫
2.金手指
金手指无缺无损，光洁度要好，干净清洁，铜箔粘贴要稳定
3.金手指外缘是否平整
金手指外缘的PCB板要平整，不能凹凸不平。
4.老化板是否变形，松动，少螺丝
化成测试流程
第一步休眠第二步恒流充电以0.02C恒流充电270min，小电流充电目的使形成的SEI膜质量、界面更好,但形成的SEI膜不稳定，易与前面的分解产物发生反应，需进一步充电使SEI膜趋于稳定。
第三步休眠目的是使两次充电有一个转换过程,并达到肃清极化的浸染;
第四步恒流充电以0.1C充电到3.95V，在SEI膜基本形成后以稍大一点电流充，不但节约更多韶光；且形成的SEI膜致密，热稳定性更好，此时的SEI膜将电解液与石墨完备隔开，只许离子通过到达石墨层。但此时电压不能充得太高易造成析锂。
名词阐明:
休眠:在化成测试中表现为不做充电或放电,起到不同倍率充电流程间的转换浸染;CC: constant current charge(即恒流充电),0.1C:个中0.1是倍率,C代表其容量值,如一电芯的容量是500mAh,则充电电流0.1500则为50mA
化成测试时应留神的几点
夹电池前应检讨backing韶光及静置韶光夹电池时应先检讨老化板金手指及夹子有无非常，有问题的板送修 夹好的电池入HK机时应按扫描的通道插入老化板，不要入错通道入炉后应检讨电池barcode与DTS该通道电池barcode是否同等。建化成名时应规范操作，不能输入过长的化成名，否则不能传数据发流程时先根据MI哀求导出相应的流程名，检讨流程每一步的设置与MI的哀求是否符合，若有出入请联系PE工程师确认，确认无误方可发流程。流程发送后应迅速检讨电池电压及电流大小，若有非常电芯（及时取出，避免电芯燃烧）化成过程中的非常征象的处理
1、发流程时无电流
电芯在刚发流程休眠结束后，立即检讨每个电芯的电流和电压，对电压非常偏低或0电压，电流为0或电流远低于设定值，检讨是否没夹好，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。对电压和电流非常偏高，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涌现电压和电流非常颠簸，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、对非常停电处理：
打开机器相应的化成名（必须是断电机遇器化成名）断电保护 自动征采历史数据征采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破坏，从分子层面看，可以直不雅观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层构造涌现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳构造里去，而使得个中一些锂离子再也无法开释出来。
来源：锂电前沿
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