鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:302次 | 2023年12月25日
鋰電池化成工藝有什么
什么是鋰離子電池化成
鋰離子電池化成是指鋰離子電池第一次充電的過程,目的是使電池具有電化學(xué)活性?;墒窃谪?fù)極表面形成一層固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜),SEI膜具有固體電解質(zhì)性質(zhì),是電子絕緣體。但這種SEI膜卻是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體,Li+能夠自由地通過SEI膜。SEI膜的重要成分是Li2CO3、LiF、LiOH、ROCO2Li、ROLi等物質(zhì)。SEI膜的質(zhì)量與化成的工藝具有很大的相關(guān)性,假如化成制度不好,就不能形成高品質(zhì)的SEI膜,進(jìn)而會對電池的循環(huán)壽命和電化學(xué)性能出現(xiàn)不利影響。
化成工序能夠激活鋰離子電池的正負(fù)極活性物質(zhì)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),同時電解液成膜成分在負(fù)極表面形成固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜),有效阻止溶劑與負(fù)極活性物質(zhì)的反應(yīng),允許鋰離子通過進(jìn)行脫嵌。鋰離子電池化成狀態(tài)的優(yōu)良直接影響電池的負(fù)極界面,容量發(fā)揮,自放電,循環(huán)性能,安全性能等。
鋰離子電池化成工藝
在鋰離子電池進(jìn)行第一次充電過程中,Li+從正極活物質(zhì)中脫出,經(jīng)過電解液-隔膜-電解液后,嵌入負(fù)極石墨材料層間。在此過程中,電子沿著外圍電路從正極遷移到負(fù)極。此時,由于鋰離子嵌入石墨負(fù)極電位較低電子會先與電解液反應(yīng)生成SEI膜和部分氣體。
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%
電池在儲存階段少數(shù)電池出現(xiàn)氣脹,其出現(xiàn)氣體原因可能是:一是由于電池密封性能不好,外界的水分以及空氣的滲入,導(dǎo)致氣體中CO2顯著新增,且同時出現(xiàn)相當(dāng)量的O2和N2。同時水分的滲入導(dǎo)致HF出現(xiàn),會破壞SEI層;二是化成首次形成的SEI層不穩(wěn)定,在儲存階段SEI層被破壞,為了修復(fù)SEI層,復(fù)又釋放出氣體,重要以烴類氣體為主。
隨著市場需求的不斷增強(qiáng),生產(chǎn)公司對鋰離子電池的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量有了越來越高的要求。鋰離子電池應(yīng)用于高能量密度電池時有不足,采用一次注液,注液效率低,注液后老化時間短,電解液不能充分浸潤,化成時電解液容易濺出,腐蝕設(shè)備和電池殼體,污染環(huán)境,且化成過程中抽負(fù)壓對設(shè)備要求高。
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