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鋰離子電池生產(chǎn)過程中濕度控制的重要性

海谷電子科技 ? 2024-01-25 17:10 ? 次閱讀
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鋰離子電池在生產(chǎn)過程中對濕度要求非常高,主要是因為水分失控或粗化控制,會對電解液產(chǎn)生不良影響。電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。水分超標(biāo)會對電解液帶來不良影響:

電解液變質(zhì)

電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。電池注液的時候,必須要在小于1%濕度的環(huán)境下,并且注液后趕快封口,阻止電池內(nèi)部和空氣接觸。如果水分過高,電解液和水分反應(yīng),生成微量有害氣體,對注液房環(huán)境有不良影響;這也會影響電解液本身的質(zhì)量,使得電池性能不良。

電池容量變小

電池首次放電容量隨電池中水分的增加而減小。水分過高,會損害電解液的有效成分,也損耗了鋰離子,使得鋰離子在電池負(fù)極片發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)。消耗了鋰離子,電池的能量就減少了。

內(nèi)阻增大

隨著電池水分的增加,內(nèi)阻呈上升的趨勢。電池在使用過程,內(nèi)阻小,才能進(jìn)行大電流放電,電池的功率也就很高;如果內(nèi)阻大,就不能進(jìn)行大電流放電,電池的功率也就比較低。水分超標(biāo)會對鋰電池中SEI薄膜的質(zhì)量有影響,從而影響電池的內(nèi)阻。

電池內(nèi)部壓力過大

水分會和電解液中的LiPF6發(fā)生反應(yīng),生成有害氣體。當(dāng)水分過多時,電池內(nèi)部的壓力就變大,從而引起電池受力變形。如果是手機(jī)電池,就表現(xiàn)為鼓殼;當(dāng)內(nèi)部壓力再高的時候,電池就有危險了,爆裂使得電解液噴濺,電池碎片也容易傷人。

電池漏液

電解液中的LiPF6與水分反應(yīng)除了生成氣體,還會產(chǎn)生氫氟酸,這是一種腐蝕性很強(qiáng)的酸,它可以使電池內(nèi)部的金屬零件腐蝕,進(jìn)而使電池最終漏液。如果電池漏液,電池的性能將急速下降,而且電解液還會對使用者的機(jī)器進(jìn)行腐蝕。


電解液、正負(fù)極材料對水很敏感,要保證電池的品質(zhì),必須嚴(yán)格控制車間和手套箱內(nèi)的水分,特別是一些關(guān)鍵工序,如電芯烘烤、注液、封口等,必須要在小于1%的低濕環(huán)境下進(jìn)行,以避免水分進(jìn)入電解液。這時就需要用露點溫度值的變化來反映濕度的波動,一般露點溫度要控制在-45℃以下,甚至更為干燥。

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