欢迎访问东莞市池能电子科技有限公司官网!

研发/制造/销售为一体的科技企业

永远值得信赖的锂电池生产厂家

高级搜索:
服务热线:0769-28823203

联系我们

服务热线:0769-28823203

移动电话:15817777107

联 系 人:郭经理

公司地址:广东省东莞市南城区黄金路1号

锂电知识

关于低温锂电池鼓胀原因剖析

来源:云更新 时间:2021-07-02 09:19:33 浏览次数:

一、电片厚度变更 在低温锂电池利用进程中,电片厚度会产生一定的厚度变更,尤其是石墨负。据现有数据,低温锂电池经过高温存储跟轮回,轻易产生鼓胀,厚度增加率约6% ~ 20%,其中正膨胀率仅为4%,负膨胀......

一、电片厚度变更 在低温锂电池利用进程中,电片厚度会产生一定的厚度变更,尤其是石墨负。据现有数据,低温锂电池经过高温存储跟轮回,轻易产生鼓胀,厚度增加率约6% ~ 20%,其中正膨胀率仅为4%,负膨胀率在20%以上。低温锂电池片厚度变大导致的鼓胀基本起因是受石墨的实质影响,负石墨在嵌锂时形成LiCx(LiC24、  LiC12跟LiC6等),晶格间距变更,导致形成微观内应力,使负产生膨胀。下图是石墨负片在放置、充放电进程中的结构变更示用意。 石墨负的膨胀重要是嵌锂后产生不可恢复膨胀导致的。这局部膨胀重要与颗粒尺寸、粘接剂剂及片的结构有关。负的膨胀造成卷芯变形,使电与隔阂间形成空洞,负颗粒形成微裂纹,固体电解质相界面(SEI)膜产生决裂与重组,消耗电解液,使轮回机能变差。影响负片变厚的因素有很多,粘接剂的性质跟片的结构参数是重要的两个。 石墨负常用的粘接剂是SBR,不同的粘接剂弹性模量、机械强度不同,对片的厚度影响也不同。片涂布实现后的轧制力也影响负片在电池利用中的厚度。在雷同的应力下,粘接剂弹性模量越大,片物理搁置反弹越小;充电时,因为Li 嵌入,使石墨晶格膨胀;同时,因负颗粒及SBR的形变,内应力完全开释,使负膨胀率急剧升高,SBR处于塑性变形阶段。这局部膨胀率与SBR的弹性模量跟断裂强度有关,导致SBR的弹性模量跟断裂强度越大,造成不可逆的膨胀越小。 当SBR的增加量不一致时,片辊压时受到的压力就不同,压力不同使片产生的残余应力存在一定差别,压力越大残余应力越大,导致前期物理搁置膨胀、满电态及空电态膨胀率增大;SBR含量越少,辊压时所受压力越小,前期的物理搁置、满电态跟空电态的膨胀率就越小;负膨胀使得卷芯变形,影响负嵌锂水平跟Li 扩散速率,进而对电池轮回机能产生重大影响。 

  二、电池产气引起的鼓胀        电池内部产气是导致电池鼓胀的另一重要起因,无论是电池在常温轮回、高温轮回、高温搁置时,其均会产生不同水平的鼓胀产气。据目前研究结果显示,引起电芯胀气的实质是电解液产生分解所致。电解液分解有两种情况,一个是电解液有杂质,比方水分跟金属杂质使电解液分解产气,另一个是电解液的电化学窗口太低,造成了充电进程中的分解,电解液中的E

  C、DEC等溶剂在得到电子后,均会产生自由基,自由基反应的直接结果就是产生低沸点的烃类、酯类、醚类跟CO2等。 在低温锂电池组装实现后,预化成进程中会产生少量气体,这些气体是不可避免的,也是所谓的电芯不可逆容量丧失来源。在充放电进程中,电子由外电路达到负后会与负名义的电解液产生氧化还原反应,天赌气体。在此进程中,在石墨负名义形成SEI,随着SEI厚度增加,电子无奈穿透克制了电解液的连续氧化分解。对于SEI的构偏见文章:干货| SEI 是什么?对低温锂电池影响这么大!在电池利用进程中,内部产气度会逐步增多,其起因还是因为电解液中存在杂质或电池内水分超标导致的。电解液存在杂质须要认真消除,水分把持不严可能是电解液自身、电池封装不严引进水分、角位破损引起的,另外电池的过充过放滥用、内部短路等也会加速电池的产气速度,造成电池生效。 在不同体系中,电池产鼓胀水平不同。在石墨负体系电池中,产气鼓胀的起因重要还是如上所述的SEI膜生成、电芯内水分超标、化成流程异样、封装不良等,而在钛酸锂负体系中,电池胀气比石墨/NCM电池体系要重大的多,除了电解液中杂质、水分及工艺外,其另一不同于石墨负的起因是钛酸锂无奈像石墨负体系电池一样,在其名义形成SEI膜,克制其与电解液的反应。在充放电进程中电解液始终与Li4Ti5O12名义直接接触,从而造成电在Li4Ti5O12资料名义连续还原分解,这可能是导致Li4Ti5O12电池胀气的基本起因。气体的重要组分是H2、CO2、C

  O、CH4、C2H6、 C2H4、C3H8等。当把钛酸锂单独浸泡于电解液中时,只有CO2产生,其与NCM资料制备成电池后,产生的气体包含H2、CO2、CO以及少量气态碳氢化合物,并且作成电池后,只有在轮回充放电时,才会产生H2,同时产生的气体中,H2的含量超过。这表明在充放电进程中将产生H2跟CO气体。