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    中山鋰電池廠家分析什么是鋰電池低溫析鋰與高溫析鋰

    2020-04-08 17:28:42

      鋰離子電池在充電時,鋰離子從正極脫嵌并嵌入負極;可是當一些反常情況:如負極嵌鋰空間不足、鋰離子嵌入負極阻力太大、鋰離子過快的從正極脫嵌但無法等量的嵌入負極等反常發作時,無法嵌入負極的鋰離子只能在負極外表得電子,然后構成銀白色的金屬鋰單質,這也便是常說的“析鋰”。

      1、電解液滋潤不良析鋰

      電解液作為鋰離子導通的通道,假如量少或未能充分滋潤極片,就會引發析鋰。

      注液量少析鋰:當注液量較少時,鋰離子在正負極間遷移的路徑受阻,然后構成細點狀的未嵌鋰區域或析鋰區域。

      失液量大析鋰:即使確保注液量滿足,電芯也依舊有電解液不足構成析鋰的風險。極片壓實過高構成吸液困難、注液后老化時間不行、夾具壓力太大、除氣抽真空過猛等原因都或許引發失液量過大析鋰。

      極片中心滋潤不良析鋰:電芯吸液時,電解液一般從電芯頭尾部滲入到極片中心方位,假如給出的電解液滋潤時間不足,則極片中心方位或許無法充分被電解液滋潤,鋰離子來到負極片中心方位,因為沒有滿足多的導通通道,而發作析鋰。

      負極壓死+失液量大析鋰:單純負極壓死或失液量大都會構成析鋰,原理上文已講。負極壓實大,同時也會下降電芯的保液量,假如二者同時發作,就會構成非常嚴峻的壓死+保液量低析鋰。

      2、水含量超支析鋰

      過多的水分會與電解液中的鋰鹽(LiPF6)發作不行逆的副反響,然后下降電芯容量并引發產氣。而水含量的來源又主要有兩處:電解液水含量超支,注液前極片水含量超支。

      電解液水含量超支析鋰:電解液過期或存儲條件不妥引發水含量超支后,過量的水分會與LiPF6發作不行逆反響并生成LiF,然后消耗電解液中的鋰離子、下降電芯容量。因為電芯中間部位反響活性高、四周低,因此電解液水含量超支的極片四周因為鋰鹽的分化而無法徹底嵌鋰。

      注液前極片水含量超支析鋰:其反響原理與電解液水含量超支共同,可是界面卻比電解液水含量超支更為復雜:不僅極片周圍存在嵌鋰不充分區域,極片中心也會有不規則的未嵌鋰區域甚至析鋰。這說明極片中超支的水含量并不是與鋰鹽在“均一”的反響,反響程度更大、消耗鋰鹽更多的方位,更簡單出現極片中間的未嵌鋰區域。

      3、化成反常充電機制析鋰

      化成是鋰離子電池的初次充電進程,而析鋰是由鋰離子無法嵌入負極導致、只能發作在充電進程。因此化成工序反常極易引發析鋰。

      大電流化成析鋰:常溫化成時,穩定且低阻抗的SEI膜只要在小電流時才會構成,假如電流過大,則負極外表就會構成高阻抗且不均一的副產物,其會影響鋰離子嵌入并構成析鋰。

      未化成直接分容析鋰:其原理與大倍率化成根本共同,且都會發作析鋰及由化成產氣構成的未嵌鋰。

      化成觸摸不良析鋰:化成時的電芯非常脆弱,此時保護負極的SEl膜尚未構成、界面間因為不斷產氣而無法確保杰出觸摸。因此,假如化成之前極片之間氣體沒有徹底排出,或化成期間產氣過大沒有排出,都會構成極片間觸摸不良,這也是化成析鋰的一個重要原因。

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      夾具化成未上夾板析鋰:夾具化成溫度高因此能夠促進SEI膜的構成,夾板給電芯壓力然后確?;僧a氣能夠被及時排出。但假如夾具化成忘上夾板或夾板未加上壓力,則會構成化成產氣停留于極片間無法排出,對應方位發作褐色嵌鋰不充分區域甚至析鋰。

      電池化成前未熱冷壓析鋰:關于無條件進行夾具熱壓化成的電芯而言,化成前要繼續熱冷壓或夾具baking。薄電芯本身重力小,極片簡單貼合不緊,若化成前未進行以上工序,則很簡單發作觸摸不良引發的析鋰。

      化成前極片間氣體未排盡析鋰:電芯注液后,咱們期望極片間悉數被電解液填充而不再有注液前的氣體。但假如注液后抽真空作用欠安或化成前靜置方式不合適,極片間就會存在微量氣體,然后引發析鋰。

      化成后小氣泡狀黑凝:電芯面積比較大又比較薄時,化成產氣或許難以排出,極片間起泡方位對應的負極片無法嵌鋰,并發作黑斑。

      4、鋰電池分容引發的析鋰

      分容本身不太簡單成為析鋰發作的原因,可是一些前工序的反常會體現于分容當中。厚度較大或內部卷統過緊的電芯,分容后簡單變形并會構成極片觸摸不良,觸摸不良區域會被電芯內部氣體填充、然后失去鋰離子遷移通道。最終構成條狀為主的未嵌鋰區域,并或許伴有析鋰。

      5、電芯變形析鋰:該反常原因與上例中變形未嵌鋰一樣:都是由厚度或許內部應力大的卷統電芯變形引起,之所以本例中存在析鋰,則是因為極片間氣體已被根本排盡,鋰離子能夠在正負極間絡繹,但又因為化成不良、正負極距離大等原因此析鋰。

      6、過充電析鋰:關于鉆酸鋰、三元而言,為了確保資料的穩定性,其設計容量皆遠低于理論容量,也便是說即使在滿充狀態下,鉆酸鋰、三元依舊有許多的鋰離子沒有脫嵌出來,而對其進行過充后,這些“編刷外”的鋰離子到了負極并沒有滿足的嵌入空間,因此必然析鋰。與之對應的,磷酸鐵鋰的實踐容量與理論容量接近,即使過充,也無法釋放出過多的鋰離子,因此很難構成析鋰。

      7、低溫充電析鋰:在低溫條件下,電解液的離子導通率會下降,鋰離子從正極脫嵌及嵌入負極的阻抗會大幅添加,且嵌入負極阻抗的添加幅度更大,然后引發析鋰。

      8、高溫存儲產氣后引發析鋰

      電芯高溫存儲后簡單產氣,發作的氣體會存在于極片之間,此時再對電芯進行充放電,產氣的方位因為鋰離子傳輸路徑被隔絕,負極會發作未嵌鋰的黑色區域,黑色區域周圍或許發作析鋰。

      9、循環后析鋰

      任何電芯在歷經了長循環之后,界面都必定發作反常。關于循環后的電芯而言,從資料角度講,電解液的過早消耗、正極壽數的過早衰減、負極壽數的過早衰減,會引發不同的析鋰現象。循環進程中假如鋰離子嵌入負極的路徑被阻斷,更會構成負極嚴峻析鋰及電芯外觀的全體膨脹。

      文章源自: 中山鋰電池廠家                        http://www.mmoviez.com/


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