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    水分對18650鋰電池壽命的影響

    Howell  |  點擊量:1245次  |  2021年08月30日  

    水分對18650鋰電池壽命的影響與SEI膜的致密程度和均勻性有關。什么是SEI膜:(在液態鋰離子電池首、次充放電過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發生反應,形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層,具有固體電解質的特征,是電子絕緣體卻是Li+ 的優良導體,Li+ 可以經過該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質界面膜”( solidelectrolyte interface)簡稱SEI膜。)當SEI膜均勻致密時,鋰離子很難嵌入到負極片中,占據Li+嵌入空位,因此容量衰減很少。與此相反,當SEI膜整體不致密、不均勻時,Li+嵌入空位被電解液溶劑占據相對較容易。Li2C03(碳酸鋰)是形成均勻致密SEI膜最重要的組分,電解液溶劑體系中,當水分含量超出正常值時,會導致SEI膜的局部不致密、不均勻導致18650鋰電池壽命的衰減加快。電池會膨脹重要是因為SEI膜生成后水的存在使LiPF6分解生成HF氣體。

    18650鋰電池制程中的水分來源基本上分為以下幾種情況:

    一、車間水分來源:

    a、空氣中的水分,一般用相對濕度來衡量。在不同溫度和天氣,有很大的差別,在夏天的雨天可以達到90%,冬天的雪天則30%左右,在夏天的晴天50%左右,冬天的晴天則20%左右。

    b、人體出現的水分

    c、物料所帶的水分包裝材料(特別紙箱)、紙巾和碎布之類清潔輔料含水量都很高

    d、設備設施滲水

    二、18650鋰電池原材料水份來源:

    a、正負極材料

    正負極活性物質大都是微米或納米級顆粒,在生產過程中容易吸收空氣中水分子,特別是三元材料,其比表面積偏大,材料表面上極易吸收水分并反應。

    b、電解液

    電解液的溶劑結構中均存在電負性較大的羰基以及亞穩定的雙鍵,容易與極性H2O分子用途形成絡合體或反應生成相應的醇,而且溫度越高,反應越快。而且電解液的溶質鋰鹽也容易吸水并與

    水反應。

    c、隔膜

    隔膜紙也是一種多孔性的塑料薄膜,其吸水性也是很大的。由于水分一般不會與隔膜發生化學反應,通過烘烤也可以基本消除,因此,隔膜一般很少進行嚴格水分控制。水分對18650鋰電池壽命的影響總結:原材料中的水分含量是18650鋰電池中水分的重要來源之一,生產環境濕度越大,18650鋰電池材料吸收空氣中的水分越多。所以需要控制好生產環境濕度,18650鋰離子電池生產車間的建議濕度控制階梯為(僅供參考,濕度控制根據各鋰電池公司實際情況來進行操作):

    相對濕度≦30%車間(如攪拌、涂布機頭、機尾等)

    相對濕度≦20%車間(如輥壓、制片、烘烤等)

    相對濕度≦10%車間(如疊片、卷繞、裝配等)

    露點溫度≦-45℃車間(如電芯烘烤、注液、封口等)

    即使按照以上濕度梯度控制,也要控制工序的停留時間。

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