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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

鉅大LARGE  |  點擊量:4116次  |  2021年05月08日  

鋰離子電池注液過程濕度太大會對鋰離子電池造成什么影響?在鋰離子電池的制造過程中,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,對鋰離子電池固體電解質界面膜的形成和電池性能有一定的影響。重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,在鋰離子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。


鋰離子電池注液過程濕度太大會對鋰離子電池造成什么影響?


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


鋰離子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特種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出現惡劣影響,導致鋰離子電池的電化學特性,諸如容量、內阻、產品特性都會出現較為明顯的惡化。


鋰離子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。假如水分過高,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,使得鋰離子電池性能不良,還會使鋰離子電池柳釘生銹。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

當鋰離子電池內部的水分多的時候,鋰離子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,它可以使鋰離子電池內部的金屬零件腐蝕,進而使電源最終漏液。假如鋰離子電池漏液,鋰離子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。


鋰離子電池容量衰減隨水分含量新增而逐漸減小。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膜最重要的組分,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,因此容量衰減新增。


由于電解液在鋰離子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,因此注液量過少關于鋰離子電池的循環壽命不利,同時假如電解液數量過少,也會導致部分活性物質無法浸潤,因此不利于鋰離子電池容量的發揮,但是注液量過多也會造成鋰離子電池能量密度下降,成本升高等問題,因此如何確定合適的注液量,關于鋰離子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離子電池里會對鋰離子電池的使用性能造成嚴重的影響,甚至引發爆炸;因此鋰離子電池要嚴格“避開”空氣中的水分。鋰離子電池生產環境的有效控制,尤其是濕度的控制對鋰離子電池生產安全和質量的提升有著重要的用途。通常情況下,鋰離子電池生產車間環境濕度越大,鋰離子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,鋰離子電池材料吸收空氣中的水分的能力越有限。


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