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鋰電池注液過程濕度太大會對鋰電池造成哪些影響

來源:存能電氣  日期:2020-08-26 16:40  瀏覽量:

鋰電池注液過程濕度太大會對鋰電池造成哪些影響?在鋰電池的制造過程中,有很多東西是必須嚴格控制的。水作為電解液中一種痕量組分,對鋰電池固體電解質界面膜的形成和電池性能有一定的影響。主要表現為電池容量變小,放電時間變短,內阻增大,循環容量衰減,電池膨脹等現象,因此,在鋰電池的制作過程中必須嚴格控制環境的濕度和正負極材料、電解液的含水量。

鋰電池注液過程濕度太大會對鋰電池造成哪些影響?

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如果鋰電池生產環境的濕度大,鋰電池的濕度就會大,充電后水分會分解,鋰電池內壓就大,同時在注電解液的過程中,電解液中含有LiPF6,遇到水分時會產生氟化氫形成氣體,造成鼓殼、影響厚度、SEI膜形成不完整等問題。

鋰電池內部是一個較為復雜的化學體系,這些化學系統的反應過程及結果都與水分密切相關。而水分的失控或粗化控制導致電池中水分的超標存在,不但能導致電解質鋰鹽的分解,而且對正負極材料的成膜和穩定性產生惡劣影響,導致鋰電池的電化學特性,諸如容量、內阻、產品特性都會產生較為明顯的惡化。

鋰電池注液的時候必須要在小于1%濕度的環境下,并且注液后趕快封口阻止電池內部和空氣接觸。如果水分過高,電解液和水分反應生成微量有害氣體,對注液環境有不良影響;這也會影響電解液本身的質量,使得鋰電池性能不良,還會使鋰電池柳釘生銹。

當鋰電池內部的水分多的時候,鋰電池內部的電解液和水反應,其產物將是氣體和氫氟酸,氫氟酸是一種腐蝕性很強的酸,它可以使鋰電池內部的金屬零件腐蝕,進而使電源最終漏液。如果鋰電池漏液,鋰電池的性能將急速下降,而且電解液還會對使用者的機器進行腐蝕,終而引起更加危險的失效。

鋰電池容量衰減隨水分含量增加而逐漸減小。這與SEI膜的致密程度和均勻性有關。當SEI膜均勻致密時,電解液溶劑不易嵌入到負極中,占據Li+嵌入空位,因此容量衰減很少。當SEI膜的局部不致密、不均勻時,Li+嵌入空位被電解液溶劑占據相對較容易。Li2CO3是形成均勻致密SEI膜最主要的組分,電解液溶劑體系中,當水分含量過量時,會導致SEI膜的局部不致密、不均勻,因此容量衰減增加。

由于電解液在鋰電池工作的過程中會持續的在正負極發生氧化和還原反應,因此注液量過少對于鋰電池的循環壽命不利,同時如果電解液數量過少,也會導致部分活性物質無法浸潤,因此不利于鋰電池容量的發揮,但是注液量過多也會造成鋰電池能量密度下降,成本升高等問題,因此如何確定合適的注液量,對于鋰電池在性能和成本之間的平衡就顯得尤為重要。

過多的水分進入到鋰電池里會對鋰電池的使用性能造成嚴重的影響,甚至引發爆炸;因此鋰電池需要嚴格“避開”空氣中的水分。鋰電池生產環境的有效控制,尤其是濕度的控制對鋰電池生產安全和質量的提升有著重要的作用。通常情況下,鋰電池生產車間環境濕度越大,鋰電池材料越容易吸收空氣中的水分;反之,環境濕度控制越好,鋰電池材料吸收空氣中的水分的能力越有限。

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