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      磷酸鐵鋰電池中的水分從何而來,對鋰電池有何影響?

      來源:未知?作者:諾信電子??發布時間:2020-07-30 14:52:07??閱讀數:

      磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度高、循環壽命長、安全性能好、自放電率低、無記憶效應等優點。磷酸鐵鋰的合成工藝已基本改進,主要分為固相法和液相法,其中最常用的是高溫固相反應法。無論什么樣的過程,我們都無法擺脫它——水分。

      磷酸鐵鋰電池生產

      磷酸鐵鋰電池中的水分從何而來

      正極:如果正極由納米材料制成,這種納米材料具有很強的吸水性,可以很容易地吸收周圍空氣中的水分。

      負極:與正極相比,負極片的吸水率較低。當然,在沒有濕度控制的環境中,它從周圍空氣中吸收的水分是相當樂觀的。


      隔膜紙:隔膜紙也是一種多孔塑料薄膜,吸水性很強。

      電解質:電解質是一種非常怕水并且容易吸水的物質。它會和水起反應。如果有足夠的水,電解液將與它反應,直到它被消耗掉。

      其他金屬部件:金屬部件對濕氣的吸收有限,但它們害怕濕氣,因為濕氣的存在會導致它們生銹或腐蝕。

      磷酸鐵鋰電池水分研究

      水分對磷酸鐵鋰電池的好處

      如果有機電解液中含有微量的水和游離酸,它將與電解液中的鋰鹽反應生成氟化物并沉積在負極表面。這種沉積物的存在將對SEI膜的形成起到重要作用。SEI膜是由鋰離子、溶劑、微量水、氟化氫等在石墨表面形成的鈍化膜。

      SEI膜不溶于有機溶劑,在有機電解質溶液中能夠穩定存在,溶劑分子不能通過鈍化膜,有效防止溶劑分子共包埋,避免了溶劑分子共包埋對電極材料的損傷,從而大大提高了電極的循環性能和使用壽命。然而,SEI膜的形成消耗了一些鋰離子,這增加了首次充放電的不可逆容量,并降低了電極材料的充放電效率。

      水分對磷酸鐵鋰電池的壞處

      微量水分有利于SEI膜的形成,但水分含量過高會導致一系列問題。

      如果含水量過高,電解液會與水發生反應,產生有害氣體,對注液室的環境造成不良影響;這也會影響電解液本身的質量,使磷酸鐵鋰電池的性能變差;它還會使電池鉚釘生銹;產生的有害氣體還會增加電池的內部壓力和厚度。當內部壓力過高時,電池有爆炸的危險。

      當水分含量超過SEI膜形成所需的含量時,會在SEI膜表面形成POF3和LiF沉淀,這將導致內阻增加和電池性能下降。水分含量過高也會導致SEI膜的局部非密度和非均勻性,因此容量衰減會增加。

      如何控制磷酸鐵鋰電池中的水分

      控制環境濕度

      條件允許時,盡量減少環境濕度。特別是在液體注入環境中,電解液對水分非常敏感,最容易受到水分的影響。因此,在注射后和密封前密封注射孔是非常重要的。

      對電池材料進行干燥處理

      烘烤可以去除電池材料本身或吸收的水分,但這種方法也非常困難,因此在烘烤過程中必須嚴格控制溫度、真空度和烘烤時間。一個小錯誤將嚴重影響電池性能。

      生產制造過程水分控制

      盡量減少磷酸鐵鋰電池材料在空氣中的暴露時間可以減少大量的水分,因此有必要嚴格控制生產車間的操作流程。

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