在鋰(li)離子(zi)電池的制造過程中,有(you)很(hen)多東西(xi)是(shi)必須(xu)嚴格控制的,一是(shi)粉塵,二(er)是(shi)金屬(shu)顆(ke)粒(li),三是(shi)水(shui)分(fen)。
水分(fen)對鋰離子(zi)電池影(ying)響巨大,主要會造成以下不良后果:
1、 電解液變(bian)質,使電池鉚釘生銹
我們公司電池的所用的電解液,是不能在水分過高的環境下使用的。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,對注液房環境有不良影響;這也會影響電解液本身的質量,使得電池性能不良;還會使電池鉚釘生銹。
2、 電池內部壓(ya)力(li)過大
水分(fen)會和電(dian)(dian)(dian)解液中的(de)一種(zhong)成分(fen)反(fan)應,生成有害(hai)氣體。當水分(fen)足夠(gou)多時,電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)內部(bu)的(de)壓(ya)力(li)就(jiu)變大,從而(er)引起(qi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)受力(li)變形。如(ru)果(guo)是手(shou)機電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),就(jiu)表(biao)現為鼓殼;如(ru)果(guo)是我們的(de)26650電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),就(jiu)表(biao)現為高(gao)(gao)度超標。如(ru)果(guo)是我們的(de)32xxx電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),那(nei)防爆閥就(jiu)會開裂(lie),電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)也就(jiu)報廢了(le)。當內部(bu)壓(ya)力(li)再高(gao)(gao)的(de)時候(hou),電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)就(jiu)有危險了(le),爆裂(lie)使得電(dian)(dian)(dian)解液噴濺(jian),電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)碎片也容易傷(shang)人。 關于(yu)電池(chi)的水分含量,可以(yi)用深圳(zhen)冠亞生產的SFY-20A電(dian)池材料(liao)水分測定(ding)儀(yi)來,來快(kuai)速測定(ding)電(dian)池材料(liao)的水分,杜絕樣品的不良。
3、 高內阻(High ACR)
電池在使用的(de)(de)時候(hou),內阻小,就(jiu)能進行大(da)(da)電流(liu)放(fang)電,電池的(de)(de)功率(lv)也就(jiu)很高(gao);如果(guo)內阻大(da)(da),就(jiu)不能進行大(da)(da)電流(liu)放(fang)電,電池的(de)(de)功率(lv)也就(jiu)比較低。就(jiu)比如手(shou)機電池,快沒(mei)電的(de)(de)時候(hou),可(ke)以(yi)收發(fa)短信(xin),但不能打(da)(da),一(yi)打(da)(da)就(jiu)關機。這是因(yin)為打(da)(da)的(de)(de)時候(hou),需要的(de)(de)功率(lv)大(da)(da)于收發(fa)短信(xin)所(suo)需。
4、 高(gao)自(zi)放(fang)電(dian)(HSD)
自放(fang)電(dian),是(shi)指電(dian)池在不使用的情(qing)況下(xia)(xia),電(dian)量也會損耗。當這個損耗在規定的情(qing)況下(xia)(xia)超(chao)過一定量之后,這只(zhi)電(dian)池就被(bei)認為是(shi)高自放(fang)電(dian),成為B品或報廢電(dian)池。
HSD很(hen)嚴重的(de)(de)時候,充(chong)滿(man)電的(de)(de)電池(chi),過不了多久(jiu),電量就會損(sun)耗(hao)殆盡,甚至使的(de)(de)電池(chi)的(de)(de)電壓變為0V。
而公司生產(chan)的(de)鋰離子電池,任何(he)情況下電壓(ya)是不(bu)能低于2.0V的(de),如果(guo)電壓(ya)低于2.0V,電池就(jiu)會出現(xian)不(bu)可(ke)逆(ni)轉(zhuan)的(de)化學反(fan)應,就(jiu)失(shi)去了循(xun)環充放電的(de)能力,電池也就(jiu)報廢了。
對于(yu)客(ke)戶(使(shi)用者(zhe))而言,自(zi)放(fang)電所引起的(de)結果就(jiu)是(shi),手(shou)機(ji)今天(tian)充電,明(ming)天(tian)就(jiu)沒(mei)電,電動(dong)(dong)車今天(tian)騎來(lai)公(gong)司的(de)時(shi)候,還是(shi)滿電的(de),下班的(de)時(shi)候,就(jiu)已經(jing)沒(mei)有電了(le),汽車停在(zai)停車場(chang)半個月,重新啟動(dong)(dong)時(shi)沒(mei)有電了(le)。這些,都是(shi)自(zi)放(fang)電電池(chi)在(zai)客(ke)戶端的(de)表(biao)現,它會讓電池(chi)失去使(shi)用功能,而導(dao)致客(ke)戶非(fei)常不滿。
對于我們(men)自(zi)己(ji)而(er)言(yan),高(gao)自(zi)放電(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)池(chi)多了(le),我們(men)的(de)合格率就(jiu)低了(le),如果(guo)有(you)(you)5%的(de)電(dian)(dian)池(chi)高(gao)自(zi)放電(dian)(dian),當我們(men)產(chan)量達到40000只/天的(de)時(shi)候,就(jiu)意味(wei)(wei)著(zhu)每(mei)天有(you)(you)2000只電(dian)(dian)池(chi)需(xu)要報(bao)廢,意味(wei)(wei)著(zhu)14萬(wan)塊(kuai)錢要報(bao)廢,一(yi)年將有(you)(you)168萬(wan)塊(kuai)報(bao)廢,如果(guo)用來(lai)買汽車,意味(wei)(wei)著(zhu)報(bao)廢了(le)10輛中檔轎車,如果(guo)買房子,在常州新北區應該可(ke)以買兩三套了(le)。
5、 低容量
電池(chi)內部水分(fen)過高,損耗(hao)(hao)了電解(jie)液的有效成(cheng)分(fen),也損耗(hao)(hao)了鋰離(li)子(zi),使得(de)鋰離(li)子(zi)在電池(chi)負極片發(fa)生不(bu)可逆轉的化(hua)學反應。消耗(hao)(hao)了鋰離(li)子(zi),電池(chi)的能量就減少(shao)了。
用(yong)(yong)26650電(dian)池(chi)給電(dian)鉆供電(dian),充(chong)(chong)滿電(dian)后(hou)本(ben)來(lai)可以(yi)(yi)使用(yong)(yong)1小時,因為電(dian)池(chi)內(nei)部有(you)水分(fen),就只能使用(yong)(yong)50分(fen)鐘了;用(yong)(yong)將來(lai)的汽車(che)(che)(che)用(yong)(yong)32xxx電(dian)池(chi)來(lai)供電(dian),充(chong)(chong)滿電(dian)后(hou)本(ben)來(lai)可以(yi)(yi)行駛(shi) 150公(gong)里(li),結果(guo)只能行駛(shi)130公(gong)里(li),如果(guo)偏(pian)偏(pian)前(qian)不著村(cun)后(hou)不挨(ai)店(dian),沒(mei)法充(chong)(chong)電(dian)的話,還得找(zhao)個拖車(che)(che)(che)來(lai)拖汽車(che)(che)(che)。
6、 低循環(huan)壽命
我們公司的電池,是鋰(li)離子電池家族中,壽命zui長的,26650可以充放電循環3000次。如果水分(fen)超標,情況(kuang)就不會(hui)這么樂(le)觀了(le)。
26650裝(zhuang)進(jin)電(dian)動工具,承諾給(gei)客(ke)戶(hu)說可以使用5年,結果4年就充不進(jin)電(dian)、干不了活(huo)了,客(ke)戶(hu)會答應嗎(ma),還(huan)會買(mai)我們的(de)電(dian)池嗎(ma)?
32xxx裝(zhuang)進電(dian)動汽車,承諾(nuo)可(ke)以(yi)使用10年(nian),結(jie)果(guo)8年(nian)9年(nian)的(de)時(shi)候,開(kai)不了(le)幾公里就沒電(dian)了(le)。如果(guo)我(wo)們(men)自己(ji)就是用戶,我(wo)們(men)會答應嗎?
7、 電池漏液
當電池(chi)(chi)(chi)內(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)水分多的(de)(de)時候,電池(chi)(chi)(chi)內(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)電解液(ye)和(he)水反應,其產物將是(shi)氣體(ti)和(he)氫(qing)氟酸(suan),氫(qing)氟酸(suan)是(shi)一中腐蝕性很強的(de)(de)酸(suan),它可以使電池(chi)(chi)(chi)內(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)金屬零件腐蝕,進而使電池(chi)(chi)(chi)zui終漏液(ye)。
如(ru)果電池(chi)漏液,電池(chi)的(de)性能將急速下降,而且電解液還會對使用者的(de)機(ji)器進行腐蝕,終而引起(qi)更加(jia)危險的(de)失效。
水分(fen)的來(lai)源
車間中的水(shui)分來源
的(de)來(lai)源多種(zhong)多樣,一般來(lai)自于(yu)以下幾(ji)個(ge)方(fang)面:空氣中的(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)、人體出汗產生的(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)、人體呼吸產生的(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen);雨天,衣服淋濕之(zhi)后(hou)(hou),沒有*干燥就(jiu)(jiu)進入車間;洗手后(hou)(hou),手沒有烘干就(jiu)(jiu)進入車間。水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)還來(lai)自紙(zhi)箱等(deng)包裝物,這些(xie)包裝物的(de)含(han)水(shui)(shui)量(liang)很高,也是水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)的(de)來(lai)源之(zhi)一,對(dui)于(yu)我們(men)所使用(yong)的(de)原材料(liao),輔料(liao),他們(men)也是帶有不同含(han)量(liang)的(de)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)的(de),譬(pi)如(ru)紙(zhi)巾,譬(pi)如(ru)隔膜紙(zhi),譬(pi)如(ru)極(ji)片,他們(men)都是吸水(shui)(shui)性非常強(qiang)的(de)物質,一旦水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)被吸進去(qu),就(jiu)(jiu)要花能量(liang)去(qu)把(ba)它除(chu)掉。
空氣(qi)中的水分,一般用相對濕(shi)度來(lai)衡量。在不同溫度和天(tian)氣(qi),有很大(da)的差別,在夏天(tian)的雨(yu)天(tian)可以達到90%,冬天(tian)的雪天(tian)則30%左右(you)(you),在夏天(tian)的晴天(tian)50%左右(you)(you),冬天(tian)的晴天(tian)則20%左右(you)(you)。人呼吸的時候,距離(li)鼻孔(kong)2厘米,濕(shi)度則達到85%。
空氣(qi)中水的(de)重(zhong)量,可(ke)以參見下表:
21℃時濕度 水分含量/ppm 水的重量g/m3
1% 245 0.3
2% 512 0.6
10% 2461 3.1
15% 3697 4.6
20% 4935 6.2
25% 6176 7.7
30% 7421 9.3
49% 12120 15.2
82% 20370 25.5
電池中(zhong)的水分(fen)來源
車間中(zhong)(zhong)的水分控(kong)制,zui終還是要(yao)用(yong)于(yu)控(kong)制電(dian)池中(zhong)(zhong)的水分。對于(yu)電(dian)池中(zhong)(zhong)的水分,它的來源就主要(yao)是來之于(yu)材料,當然也涉(she)及環境。
正極片
我們的(de)正(zheng)極(ji)片使用的(de)是納(na)米(mi)材料,這種納(na)米(mi)材料具有很(hen)強的(de)吸水性,很(hen)容(rong)易(yi)周圍的(de)空氣中(zhong)吸收水分(fen)。
負極(ji)片(pian)
負(fu)極(ji)片比正極(ji)片來說,吸水性相(xiang)對低(di)一(yi)點(dian),當(dang)(dang)然(ran),在(zai)沒有控制(zhi)濕度的(de)環境下(xia),其從環境空氣(qi)中吸水數量也是相(xiang)當(dang)(dang)可觀的(de)。
隔膜紙
隔膜紙也是一種(zhong)多孔性(xing)的(de)塑料薄膜,其吸水性(xing)也是很大的(de)。
電解液
電(dian)(dian)解(jie)液是(shi)(shi)(shi)一種非常怕(pa)水的物質,它(ta)也非常容易吸水,他會和水進(jin)行(xing)化(hua)學(xue)反(fan)應,直至所有的電(dian)(dian)解(jie)液物質反(fan)映(ying)完成(cheng),也就是(shi)(shi)(shi)說,他喝水的能力是(shi)(shi)(shi)永(yong)無止境,直至自己死(si)掉。
其他金屬零(ling)件
雖然金屬零(ling)件本身對水分的吸收有(you)限(xian),但是(shi),金屬零(ling)件對水分卻很怕,因(yin)為水分的存(cun)在(zai)會使其生銹或者(zhe)腐蝕。
材料(liao)中(zhong)的水(shui)分(fen)含量(liang)是電(dian)(dian)池中(zhong)水(shui)分(fen)的主(zhu)要來源,當然,環境濕度越(yue)大,電(dian)(dian)池材料(liao)越(yue)容易(yi)吸收水(shui)分(fen)。電(dian)(dian)池原(yuan)材(cai)料的水(shui)分控制也是很重要的,建議可(ke)以(yi)用深(shen)圳冠亞(ya)的電(dian)(dian)池材(cai)料水(shui)分檢測儀(yi),來快速測定樣品的水(shui)分含(han)量。該儀(yi)器全自動操(cao)作模式,簡(jian)單快速,是電(dian)(dian)池測水(shui)的好幫手。
在(zai)30%組裝車間
在這個(ge)車間(jian)(jian),是電(dian)池(chi)材來吸(xi)(xi)水(shui)的(de)主(zhu)要場(chang)所(suo),所(suo)有的(de)重要原材料,正極片,負極片,隔(ge)膜(mo)紙,電(dian)池(chi)零(ling)件都暴(bao)露在這個(ge)車間(jian)(jian)一段時間(jian)(jian),所(suo)以,他是電(dian)池(chi)材料吸(xi)(xi)水(shui)的(de)主(zhu)要場(chang)所(suo),而且,停留時間(jian)(jian)越長,吸(xi)(xi)的(de)水(shui)分就越多,因(yin)此(ci),在這個(ge)車間(jian)(jian),我(wo)們應(ying)該保(bao)證(zheng)產品呆在這個(ge)車間(jian)(jian)的(de)時間(jian)(jian)越短越好。
在30%激光焊車間
激光焊車(che)間(jian)(jian)也是30%的(de)濕度(du),因為電池(chi)(chi)在這個階段還沒有封口,所以也需(xu)要控制電池(chi)(chi)在這個車(che)間(jian)(jian)等待的(de)時間(jian)(jian),保證電池(chi)(chi)的(de)水(shui)分含(han)量足(zu)夠小。
在車(che)間走廊(約30~90%,隨天(tian)氣而變)
車間走廊是沒(mei)有控(kong)制濕(shi)度(du)的(de),如(ru)果電池等待在(zai)這個(ge)區域,那么它的(de)吸水性(xing)將是zui大的(de),所以(yi),要100%避免未封口(kou)的(de)電池和材料暴露在(zai)這個(ge)區域。下(xia)圖是一卷點焊了極耳的(de)正極片,*干燥后,在(zai)(50~70)%的(de)環境(jing)下(xia)的(de)吸水圖:
由圖可見(jian),經(jing)過一天,吸水量達(da)到極片本身的0.3%,經(jing)過兩天,水分達(da)到0.5%,經(jing)過五天,水分達(da)到0.7%;換算成(cheng)32113電(dian)池的話,則(ze)1只電(dian)池1天吸20滴水。因此(ci)電(dian)池轉移經(jing)過車間走(zou)廊時,一定要(yao)迅速(su)穩健(jian)。
在30%烘烤房
這個車間,是(shi)非常(chang)重要(yao)的(de)(de),之(zhi)所以說(shuo)重要(yao)是(shi),因為(wei)電池(chi)(chi)吸收到(dao)的(de)(de)所有水分,都(dou)必(bi)須通(tong)過這個工序烘烤(kao)出來。如果(guo)烘烤(kao)不出來,那么,前面(mian)所有提到(dao)的(de)(de)問題(ti)都(dou)會在(zai)我們的(de)(de)產品表現出來。烘烤(kao)后的(de)(de)電池(chi)(chi)必(bi)須在(zai)zui短(duan)的(de)(de)時間內轉進(jin)注液(ye)房,否(fou)則(ze),電池(chi)(chi)將會吸水很嚴重。下(xia)面(mian)是(shi)烘干(gan)后的(de)(de)電池(chi)(chi)在(zai)烘烤(kao)房陳放(fang)時的(de)(de)吸水曲(qu)線(xian):
這(zhe)個圖說明,烘(hong)烤后(hou)的(de)(de)電池,在30%的(de)(de)房間(jian),僅(jin)僅(jin)由一(yi)個小(xiao)小(xiao)的(de)(de)注(zhu)液孔透(tou)氣,就會在15分鐘(zhong)吸水(shui)達到電池本(ben)身重量(liang)的(de)(de)0.003%,也就是0.006g,幾乎是五分之(zhi)一(yi)滴水(shui)。然后(hou)需要在過渡烘(hong)箱加(jia)烘(hong)至少4小(xiao)時,才能(neng)再(zai)次(ci)烘(hong)干這(zhe)15分鐘(zhong)的(de)(de)吸水(shui)量(liang)。
在1%注液房
這個房(fang)間(jian),是濕(shi)度應(ying)該zui嚴(yan)格控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的房(fang)間(jian),濕(shi)度應(ying)該控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)1%以(yi)下(xia)(xia),溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)在(zai)23C以(yi)下(xia)(xia)。如(ru)果達不(bu)到這個要求,前面(mian)所有的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)都會失敗,電(dian)池(chi)會重(zhong)新吸(xi)(xi)收水(shui)分(fen),電(dian)解(jie)液(ye)在(zai)注(zhu)液(ye)過程(cheng)中也會吸(xi)(xi)收水(shui)分(fen)。如(ru)果這里控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)不(bu)好,前功盡棄。下(xia)(xia)圖是烘干的32113電(dian)池(chi),放在(zai)注(zhu)液(ye)房(fang)的吸(xi)(xi)水(shui)曲線圖。僅僅由一個小(xiao)小(xiao)的注(zhu)液(ye)孔透氣,就會在(zai)16個小(xiao)時(shi)后,吸(xi)(xi)水(shui)達到電(dian)池(chi)本身重(zhong)量的0.01%,也就是0.02g,幾(ji)乎是1滴水(shui)的一半。
因此電池(chi)轉進注(zhu)液房(fang)以后,我們(men)要用膠帶暫時封(feng)住注(zhu)液孔,當注(zhu)液的(de)時候才能拿開,一次注(zhu)液后陳化時,又要用膠帶封(feng)住注(zhu)液孔。
等待注液的電池,還(huan)要存在真空箱內,抽真空以阻止空氣中的水(shui)分(fen)。
在這個1%的注液房,需(xu)要一個功率很大的除濕機來輸送干空(kong)氣。假如帶1滴(di)水(shui)(1滴(di)水(shui)約(yue)為0.05g)進入注液房,就(jiu)需(xu)要耗費5度電才(cai)能除掉這1滴(di)水(shui)。
在能源緊缺的今天,這(zhe)是一個巨大的浪費。雖然電(dian)費由公司來出(chu),但發(fa)電(dian)站在我們(men)國家,用煤發(fa)電(dian)又會向(xiang)空氣(qi)中排放很多污染,損害的依舊是我們(men)自己。
所以在雨(yu)天(tian),淋濕(shi)的衣服(fu)一定(ding)要干(gan)燥后才(cai)能進入(ru)車(che)間(jian);
洗手后一定用干(gan)手機(ji)烘干(gan)手上(shang)的水珠(zhu);
進入26650裝(zhuang)配車(che)間時,一定要(yao)經過風淋系統。
這一(yi)點一(yi)滴,保護的不僅僅是公司的利益,更是我們家(jia)園的環(huan)境。
固體(ti)電(dian)(dian)(dian)解質界面(Solid-ElectrolyteInterface,簡稱SEI)膜是一(yi)層選擇性透過(guo)膜,能使Li+自由透過(guo),而電(dian)(dian)(dian)解液(ye)分子(zi)不能透過(guo)。電(dian)(dian)(dian)解液(ye)的(de)(de)(de)組成(cheng)和痕(hen)量(liang)的(de)(de)(de)添(tian)加(jia)劑對SEI膜形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位、致密程(cheng)度、電(dian)(dian)(dian)池(chi)不可逆容量(liang)損失、電(dian)(dian)(dian)池(chi)內阻(zu)等(deng)有顯著(zhu)的(de)(de)(de)影(ying)響。水(shui)作(zuo)(zuo)為電(dian)(dian)(dian)解液(ye)中(zhong)一(yi)種痕(hen)量(liang)組分,對鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)SEI膜的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)和電(dian)(dian)(dian)池(chi)性能有一(yi)定的(de)(de)(de)影(ying)響。主要表現為電(dian)(dian)(dian)池(chi)容量(liang)變小,放(fang)電(dian)(dian)(dian)時間變短,內阻(zu)增大,循環(huan)容量(liang)衰減,電(dian)(dian)(dian)池(chi)膨脹(zhang)等(deng)現象(xiang),因(yin)此,在鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)制作(zuo)(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong),必須嚴(yan)格控制環(huan)境的(de)(de)(de)濕度和正負(fu)極材(cai)料、電(dian)(dian)(dian)解液(ye)的(de)(de)(de)含水(shui)量(liang)。
水分對放電容量(liang)的影響:
電池(chi)放電容量(liang)隨電池(chi)中水分的(de)(de)增(zeng)加而減小。在鋰源(yuan)恒定的(de)(de)條件下,電池(chi)放電容量(liang)的(de)(de)變化主(zhu)要由2個(ge)主(zhu)要因素(su)制約。
1、SEI膜的(de)形成(cheng)消耗部分Li十,造成(cheng)不可(ke)逆容量損失,單電(dian)子還(huan)原過程生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)烷基碳酸鋰還(huan)可(ke)以(yi)與(yu)電(dian)解液(ye)中的(de)痕量水(shui)發生(sheng)(sheng)(sheng)反應(ying),2ROC02Li+H2O→LieC03+C02+2ROH,當生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)C02后,在低(di)電(dian)位(wei)下的(de)負極表面,有新的(de)化學反應(ying)發生(sheng)(sheng)(sheng)2C02+2Li++2e→LieC03+CO。
2、SEI膜(mo)形成以后,在(zai)仍然有H2O存在(zai)的條件下,H2O會(hui)促使電(dian)解(jie)液中LiPF6的分解(jie),使電(dian)池(chi)放電(dian)時間縮(suo)短,LiPF6→LiF+PFs,PFs+H2O→POF3+2HF。
水分對鋰電池內阻的影響:
隨著電池水分的(de)(de)增加(jia),內阻呈上升的(de)(de)趨勢。產生電池內阻差(cha)異的(de)(de)主要因(yin)素有如下2個方面。
1、SEI膜的差異導致電(dian)池內阻的差異。在電(dian)解液溶劑體(ti)系(xi)中(zhong),痕量的水能(neng)夠形成以Li2CO3為(wei)主、穩定性好(hao)、均(jun)勻致密的SEI膜,其內阻較小(xiao)。
2、水分含量多于體(ti)系形(xing)成SEI膜的(de)所需含量時,在SEI膜表面生成POF3和(he)LiF沉淀,導(dao)致電池內阻增加。
水分(fen)對電池循環容量衰減的影響:
電池容(rong)(rong)量衰減(jian)(jian)隨(sui)水分(fen)含量增(zeng)加而逐漸減(jian)(jian)小。這與SEI膜(mo)的致(zhi)密(mi)(mi)(mi)程度(du)和均(jun)(jun)勻(yun)性有關。當SEI膜(mo)均(jun)(jun)勻(yun)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)時,電解液溶劑(ji)不(bu)(bu)易嵌人到(dao)負極(ji)中,占據Li十嵌人空(kong)位,因此容(rong)(rong)量衰減(jian)(jian)很(hen)少。與此相(xiang)反(fan),當SEI膜(mo)的局(ju)部不(bu)(bu)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)、不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)時,Li十嵌人空(kong)位被電解液溶劑(ji)占據相(xiang)對較容(rong)(rong)易。LieC03是形成(cheng)均(jun)(jun)勻(yun)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)SEI膜(mo)zui主要(yao)的組分(fen),電解液溶劑(ji)體系中,當水分(fen)含量過量時,會導致(zhi)SEI膜(mo)的局(ju)部不(bu)(bu)致(zhi)密(mi)(mi)(mi)、不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun),因此容(rong)(rong)量衰減(jian)(jian)增(zeng)加。
電(dian)池會膨(peng)脹主要是(shi)因為SEI膜生成(cheng)后水的存在使(shi)LiPF6分(fen)解生成(cheng)HF氣體。
目前的(de)除水(shui)措施
消除環境(jing)水分:我們(men)建立干燥車(che)間。用干燥機生成(cheng)干燥空氣,不斷的輸(shu)進(jin)干燥車(che)間,置換車(che)間內的濕空氣。
消除電池內部的水分(fen):用(yong)真空烘(hong)烤來除水;烘(hong)烤結(jie)束后,首先要測試(shi)電池是(shi)否烘(hong)烤合格,這個測試(shi)儀器花了15萬(wan)塊錢。把電池在水分(fen)zui低的注液(ye)房 (濕度(du)<1%)用(yong)zui短(duan)的時間(jian)內完注液(ye),陳化,封口,阻(zu)止電池和(he)空氣中(zhong)的水分(fen)接觸;在沒封口之前,還(huan)要用(yong)膠(jiao)帶封進注液(ye)孔。
人體水分的(de)控制:這(zhe)(zhe)項措施,我們每天都在進行著,戴口罩(zhao),穿防靜電服。這(zhe)(zhe)種保(bao)(bao)護(hu)是(shi)雙向的(de),保(bao)(bao)護(hu)了(le)電池,也保(bao)(bao)護(hu)了(le)我們不被灰塵侵擾(rao)。
在(zai)洗手(shou)間,我們都配(pei)備了自動干(gan)手(shou)機,洗完手(shou)之后,吹干(gan)再回車間。
用(yong)(yong)(yong)濕(shi)布(bu)擦(ca)拭(shi)設備及(ji)清洗(xi)工作環境,這種方式,我們(men)(men)平常(chang)在普遍(bian)使用(yong)(yong)(yong),當然(ran),對于我們(men)(men)工廠(chang)而(er)(er)言(yan),這種方式就不允許了(le)(le),因為(wei)我們(men)(men)的產品(pin)怕水。所(suo)以(yi),用(yong)(yong)(yong)濕(shi)布(bu)來(lai)除塵(chen),當然(ran)就有可(ke)能把整(zheng)個干(gan)燥間的濕(shi)度水平降低下來(lai)了(le)(le),因而(er)(er)引起產品(pin)的不良。雖(sui)然(ran)DMC和酒精等(deng)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)于清洗(xi),但是(shi)DMC易于腐蝕(shi)塑(su)料表面,而(er)(er)酒精也是(shi)我們(men)(men)產品(pin)所(suo)不能接(jie)觸的東西,因此,在30%干(gan)燥間,DMC可(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)于擦(ca)拭(shi)金屬的零(ling)件(jian),卻(que)不能用(yong)(yong)(yong)于擦(ca)拭(shi)塑(su)料的零(ling)件(jian),塑(su)料零(ling)件(jian)可(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)防靜(jing)電液進行(xing)擦(ca)拭(shi)。但是(shi),在1%的注液間中,就只(zhi)能用(yong)(yong)(yong)純(chun)DMC了(le)(le)。