欢迎您光临机械网,如有问题请及时联系我们。

影响锂电池水分的因素?水对锂电池的影响

作者:机械网
文章来源:本站

  

影响锂电池水分的因素?水对锂电池的影响

  

影响锂电池水分的因素?水对锂电池的影响

  影响锂电池性能的因素有很多,诸如材料种类、正负极压实密度、水分、涂布面密度及电解液用量等。其中水分对锂离子电池的性能有着至关重要的影响,水分是锂离子电池生产过程中需要严格控制的关键因素,水分过量时不但能够导致电解液中锂盐的分解并对正负极材料、集流体都有一定的腐蚀破坏作用,而且也导致电池的循环性能及安全性能的降低。但是痕量的水分又有重要的意义,下面具体介绍下水分对锂电池性能的影响。

  一、水分过量的弊端

  在三元/石墨体系电池制作过程中,正极浆料的制备一般会选用油系分散体系,采用PVDF作为粘结剂,NMP作为溶剂。PVDF遇到过量的水分会生成胶状的物质,导致浆料的流动性和流平性很差,不利于浆料的涂布。所以,在浆料制备时,必须注意原材料的水分含量、工作环境以及人员操作过程中水分的引入。

  除了对锂电池浆料制备有巨大的影响外,水分过量会引起电解液的分解。

  氢氟酸是一种腐蚀性特别强的酸,会对锂电池正负极材料、集流体造成严重的破坏,最终导致电池出现安全性问题。

  二、痕量水分的意义

  但是,锂电池中并不是水分越少越好。大家知道,固体电解质界面(俗称SEI膜)是一层选择性透过膜,能使Li+自由透过,而电解液分子不能透过。电解液的组成和痕量的添加剂对SEI膜形成的电位、致密程度、电池不可逆容量损失、电池内阻等有显著的影响。而水作为电解液中一种痕量组分,对锂离子电池SEI膜的形成和电池性能有一定的影响。

  三、水分对锂电池性能的影响

  在不同的材料体系中,水分含量对电池的性能有很大的影响。但是,不变的是水分对锂电池的首次充放电容量、内阻、电池循环寿命、电池体积均有影响。下面以钴酸锂/石墨体系电池来举例说明。

  1.对首次充放电容量的影响

  水分与锂电池中SEI的形成有关,必然会影响锂电池的首次不可逆容量损失。

  在电池中水分小于0.015%时,电池首次放电容量符合国标且变化较小;在电池水分在0.015% ~ 0.04%范围内时,电池首次放电容量随电池中水分的增加而减小。当电池中水分含量小于0.015%时,以下反应占主导。

  单电子还原过程生成的烷基碳酸锂还可以与电解液中的痕量水发生反应,生成碳酸锂。

  2ROCO2 Li+H2O →Li2CO3 +CO2 +2ROH

  当生成CO2后, 在低电位下的负极表面,有新的化学反应发生:

  2CO2+2Li+ +2e →Li2CO3 +C

来源:文章来源于网络,如有侵权请联系我们及时删除。本文由机械网转载编辑,欢迎分享本文!