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鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中濕度控制的重要性
鋰離子電池在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)濕度要求非常高,主要是因?yàn)樗质Э鼗虼只刂?,?huì)對(duì)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(diǎn)的保證。水分超標(biāo)會(huì)對(duì)電解液帶來(lái)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(diǎn)的保證。電池注液的時(shí)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(guò)高,電解液和水分反應(yīng),生成微量有害氣體,對(duì)注液房環(huán)境有不良影響;這也會(huì)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
電池第一次放電容量隨電池中水分的增加而減小。水分過(guò)高,會(huì)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(shì)。電池在使用過(guò)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(huì)對(duì)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(guò)大
水分會(huì)和電解液中的LiPF6發(fā)生反應(yīng),生成有害氣體。當(dāng)水分過(guò)多時(shí),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(shí)候,電池就有危險(xiǎn)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(huì)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(huì)對(duì)使用者的機(jī)器進(jìn)行腐蝕。
電解液、正負(fù)極材料對(duì)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(shí)就需要用露點(diǎn)溫度值的變化來(lái)反映濕度的波動(dòng),一般露點(diǎn)溫度要控制在-45℃以下,甚至更為干燥。