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锂电池注液过程湿度太大会对锂电池造成哪些影响?
锂电池注液过程湿度太大会对锂电池造成哪些影响?
  • 发布时间:2020-08-26 17:13

锂电池注液过程湿度太大会对锂电池造成哪些影响?

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在锂电池的制造过程中,有很多东西是必须严格控制的。水作为电解液中一种痕量组分,对锂电池固体电解质界面膜的形成和电池性能有一定的影响。主要表现为电池容量变小,放电时间变短,内阻增大,循环容量衰减,电池膨胀等现象,因此,在锂电池的制作过程中必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。
 
锂电池注液过程湿度太大会对锂电池造成哪些影响?
 
 
如果锂电池生产环境的湿度大,锂电池的湿度就会大,充电后水分会分解,锂电池内压就大,同时在注电解液的过程中,电解液中含有LiPF6,遇到水分时会产生氟化氢形成气体,造成鼓壳、影响厚度、SEI膜形成不完整等问题。
 
锂电池内部是一个较为复杂的化学体系,这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关。而水分的失控或粗化控制导致电池中水分的超标存在,不但能导致电解质锂盐的分解,而且对正负极材料的成膜和稳定性产生恶劣影响,导致锂电池的电化学特性,诸如容量、内阻、产品特性都会产生较为明显的恶化。
 
锂电池注液的时候必须要在小于1%湿度的环境下,并且注液后赶快封口阻止电池内部和空气接触。如果水分过高,电解液和水分反应生成微量有害气体,对注液环境有不良影响;这也会影响电解液本身的质量,使得锂电池性能不良,还会使锂电池柳钉生锈。
 
当锂电池内部的水分多的时候,锂电池内部的电解液和水反应,其产物将是气体和氢氟酸,氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸,它可以使锂电池内部的金属零件腐蚀,进而使电源最终漏液。如果锂电池漏液,锂电池的性能将急速下降,而且电解液还会对使用者的机器进行腐蚀,终而引起更加危险的失效。
 
锂电池容量衰减随水分含量增加而逐渐减小。这与SEI膜的致密程度和均匀性有关。当SEI膜均匀致密时,电解液溶剂不易嵌入到负极中,占据Li+嵌入空位,因此容量衰减很少。当SEI膜的局部不致密、不均匀时,Li+嵌入空位被电解液溶剂占据相对较容易。Li2CO3是形成均匀致密SEI膜最主要的组分,电解液溶剂体系中,当水分含量过量时,会导致SEI膜的局部不致密、不均匀,因此容量衰减增加。
 
由于电解液在锂电池工作的过程中会持续的在正负极发生氧化和还原反应,因此注液量过少对于锂电池的循环寿命不利,同时如果电解液数量过少,也会导致部分活性物质无法浸润,因此不利于锂电池容量的发挥,但是注液量过多也会造成锂电池能量密度下降,成本升高等问题,因此如何确定合适的注液量,对于锂电池在性能和成本之间的平衡就显得尤为重要。
 
过多的水分进入到锂电池里会对锂电池的使用性能造成严重的影响,甚至引发爆炸;因此锂电池需要严格“避开”空气中的水分。锂电池生产环境的有效控制,尤其是湿度的控制对锂电池生产安全和质量的提升有着重要的作用。通常情况下,锂电池生产车间环境湿度越大,锂电池材料越容易吸收空气中的水分;反之,环境湿度控制越好,锂电池材料吸收空气中的水分的能力越有限。
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