01. Вредата от влагата върху литиевите батерии
1. Подуване и изтичане на батерията
Ако съдържанието на вода в литиево-йонните батерии е твърде голямо, то ще реагира химически с литиевата сол в електролита и ще генерира HF:
H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF
Флуороводородната киселина (HF) е силно корозивна киселина, която е много разрушителна за работата на батерията:
HF ще корозира металните части вътре в батерията, корпуса на батерията и уплътнението, което в крайна сметка ще доведе до счупване и изтичане на батерията.
HF уврежда мембраната SEI (интерфейс твърд електролит) вътре в батерията, реагирайки с основните компоненти на мембраната SEI:
ROCO2Li + HF → ROCO2H + LiF
Li2CO3 + 2HF → H2CO3 + 2LiF
И накрая, утаяването на LiF се генерира вътре в батерията, така че литиевите йони в отрицателната плоча на батерията необратима химическа реакция, потреблението на активни литиеви йони, енергията на батерията се намалява.
Когато водата е достатъчно, произведеният газ ще бъде повече и налягането вътре в батерията ще стане по-голямо, което ще доведе до натоварване и деформиране на батерията и ще има опасности като издуване на батерията и изтичане.
Ситуацията с изпъкналост на батерията и капака на багажника, срещана при използването на мобилни телефони или цифрови електронни продукти на пазара, е причинена най-вече от висока вътрешна влага и изпъкналост на производството на газ на литиевите батерии.
2. Вътрешното съпротивление на батерията се увеличава
Вътрешното съпротивление на батерията е един от най-важните параметри на ефективността на батерията и е основният признак за измерване на трудността на предаването на йони и електрони вътре в батерията, което пряко влияе върху живота на цикъла и работното състояние на батерията. Колкото по-малко е вътрешното съпротивление, толкова по-малко напрежение заема батерията при разреждане и толкова по-голям е изходът на енергия.
Когато съдържанието на вода се увеличи, POF3 и LiF утаяване ще се появи на повърхността на SEI филма на батерията (интерфейс твърдо-електролит), увреждайки плътността и еднородността на SEI филма, което води до постепенно увеличаване на вътрешното съпротивление на батерията и непрекъснато намаляване на разрядния капацитет на батерията.
3. Животът на цикъла е съкратен
Съдържанието на вода е твърде голямо, разруши SEI филма на батерията, вътрешното съпротивление постепенно се увеличи, капацитетът на разреждане на батерията става все по-малък и по-малък, всеки път, когато батерията е напълно заредена след употребата на батерията също става все по-кратка и по-кратка, батерията може да се използва нормално за зареждане, броят на разрежданията (цикълите) естествено ще намалее, времето за използване (живот) на батерията ще се съкрати.
02. Източникът на вода при производството на литиеви батерии
В процеса на производство на литиеви батерии източникът на вода може да бъде разделен на следните аспекти:
1. Водата, внесена от суровините
1.1 положителни и отрицателни електродни материали: положителните и отрицателните активни вещества са микрони и нано частици, които могат лесно да абсорбират вода във въздуха; По-специално, тройните или бинарните катодни материали с високо съдържание на Ni (никел) имат голяма специфична повърхност и повърхността на материала лесно абсорбира вода и реагира. След нанасяне на покритие, ако влажността на околната среда за съхранение е голяма, повърхностното покритие на полюсния филм също бързо ще абсорбира влагата във въздуха.
1.2 Електролит: компонентът на разтворителя в електролита ще реагира химически с водните молекули; Разтворената литиева сол в електролита също лесно абсорбира вода и преминава през химични реакции; Така че ще има известно количество вода в електролизата; Ако времето за съхранение на електролита е твърде дълго или температурата на околната среда за съхранение е твърде висока, съдържанието на вода в електролита ще се увеличи.
1.3 Сепаратор: Сепараторът е порест пластмасов филм (ПП/PE материал) и неговата водопоглъщаемост също е много голяма.
2. Вода, добавена към електродната каша
Отрицателното пулпиране ще добави вода за смесване със суровините и след това покритие, така че самият отрицателен лист е вода. В последващия процес на нанасяне на покритие, въпреки че има нагряване и сушене, все още има значителна част от водата, адсорбирана вътре в покритието на електродния лист.
3. Работна среда Влага
3.1 Влага във въздуха в работилницата Влагата във въздуха обикновено се измерва чрез относителна влажност. Относителната влажност варира значително в различните сезони и време. Влажността на въздуха през пролетта и лятото е относително висока (повече от 60%), а през есента и зимата въздухът е относително сух и влажността е относително малка (под 40%). Влажността на въздуха е по-висока в дъждовни дни и по-ниска в слънчеви дни. Толкова различна влажност на въздуха, съдържанието на вода във въздуха е различно:
3.2 Вода, произведена от човешкото тяло (човешко изпотяване, издишан дъх, вода след измиване на ръцете)
3.3 Влага, внасяна от различни спомагателни материали и хартии (кашони, парцали, протоколи)
03. Контрол на водата в производствения процес на литиеви батерии
1. Строго контролирайте влажността на околната среда в производствения цех
1.1 Разбъркване на хомогенат в цеха за производство на електроди, относителната влажност е ≦10%;
1.2 Покритие (глава, опашка), влажност на точката на оросяване на ролката ≤ -10 ℃DP в цеха за производство на електроди;
1.3 Рязане на цех за производство на електроди, относителна влажност ≤ 10%;
1.4 Ламиниране, навиване, монтажна работилница, влажност на точката на оросяване ≦-35 ℃ DP
1.5. Инжектиране на батерията, запечатване, влажност на точката на оросяване ≤ -45 ℃ DP.
2. Строго контролирайте човешкото тяло и външната влага, внесена в цеха
2.1 Управление на съответствието на операциите:
-- При влизане в сушилния цех е необходимо преобличане, носене на шапки, преобуване и носене на маски;
-- Забранено е докосването на електродни листове и електрически елементи с голи ръце;
2.2 Управление на влагата на спомагателните материали:
-- Строго се забранява внасянето на кашона в сушилнята;
-- Хартиените табели за обявяване и идентификация в сушилнята трябва да бъдат запечатани с пластмаса;
-- Забранява се миенето на пода с вода в сушилнята.
3. Строго контролирайте времето за съхранение и експозиция на електродните листове
3.1 Управление на склад с ниска влажност:
-- Навитите и нарязани електродни листове трябва да се съхраняват в среда с ниска влажност в рамките на 30 минути (≦-35 ℃ DP)
-- Изпечените и необработени листове електроди трябва да бъдат вакуумирани за съхранение (≦-95 kpa)
3.2 Управление на времето на експозиция:
-- След изпичане производството, навиването, опаковането, инжектирането на течност, запечатването трябва да бъде завършено в рамките на 72 часа (влажност на точката на оросяване в цеха ≤ -35 ℃)
3.3 управление първи влязъл първи излязъл:
-- Използването на електродни листове трябва да следва правилата „първо влязло, първо излязло“, т.е. партидата се използва преди това; Първо изпечете, първо използвайте.
4. Строго контролирайте процеса на печене на електродния лист и сепаратора
4.1 Преди употреба електродният лист и сепараторът трябва да бъдат изпечени преди употреба;
4.2 Ако електродният лист и сепараторът не могат да бъдат изпечени преди производството и навиването, клетката трябва да бъде изпечена преди инжектирането на течност;
4.3 По време на процеса на печене на електроден лист или батерия, параметрите на пещта (температура, време, степен на вакуум) трябва да се наблюдават стриктно;
4.4 Температурата на пещта и степента на вакуум трябва да се проверяват редовно, за да се гарантира точността.
5. Тест и контрол на водното съдържание
5.1 Електродният лист, сепараторът (или батерията), електролитът трябва да тества водното съдържание, квалифициран да инжектира течност;
5.2 Метод на изпитване: вземане на проби съгласно разпоредбите; Използвайте тестер за влага Карл Фишер за измерване;
5.3 Стандарт за квалификация на водното съдържание:
-- водно съдържание на електродната плоча ≦200ppm (предварителен контрол ≦150ppm)
-- съдържание на вода в сепаратора ≦600ppm
-- водно съдържание на електролит ≦20ppm
В обобщение, в процеса на производство на литиеви батерии, контролът на влагата на влажността на околната среда, времето за съхранение и излагане на електрода, процесът на изпичане на електрода и сепаратора, срокът на валидност на електролита, тестът за водно съдържание и други аспекти са от съществено значение, веднъж извън контрол, това ще доведе до фатални дефекти в работата на партидната батерия и последствията са много сериозни!
Следователно, независимо дали става дума за управленски персонал, производствен персонал, персонал за проверка на качеството, за да се повиши осведомеността за контрола на водата в батерията, винаги стриктно да се спазват разпоредбите на процеса, за да се гарантира, че водата в батерията е в контролирано и квалифицирано състояние!
