01. Вред влаги литиевым аккумуляторам
1. Вздутие и утечка аккумулятора.
Если содержание воды в литий-ионных батареях слишком велико, она вступит в химическую реакцию с солью лития в электролите и выделит ВЧ:
H2O + ЛиПФ6 → ПОФ3 + ЛиФ + 2HF
Плавиковая кислота (ВЧ) — это очень едкая кислота, которая очень разрушительна для работы аккумулятора:
ВЧ разъедает металлические детали внутри батареи, корпус батареи и уплотнение, что в конечном итоге приведет к поломке батареи и утечке жидкости.
ВЧ повреждает мембрану СЭИ (интерфейс твердого электролита) внутри аккумулятора, вступая в реакцию с основными компонентами мембраны СЭИ:
ROCO2Li + ВЧ → ROCO2H + ЛиФ
Li2CO3 + 2HF → H2CO3 + 2LiF
Наконец, осаждение ЛиФ генерируется внутри батареи, так что ионы лития в отрицательной пластине батареи вызывают необратимую химическую реакцию, потребление активных ионов лития, энергия батареи снижается.
Когда воды будет достаточно, выделяемого газа будет больше, а давление внутри аккумулятора станет больше, что приведет к напряжению и деформации аккумулятора, а также возникнут такие опасности, как вздутие аккумулятора и утечка.
Ситуация с выпуклостью аккумулятора и крышкой багажника, возникающая при использовании мобильных телефонов или цифровых электронных продуктов на рынке, в основном вызвана высокой внутренней влажностью и выпуклостью выделения газа в литиевых батареях.
2. Внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается.
Внутреннее сопротивление батареи является одним из наиболее важных параметров производительности батареи и основным показателем для измерения сложности передачи ионов и электронов внутри батареи, что напрямую влияет на срок службы и рабочее состояние батареи. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем меньшее напряжение занимает аккумулятор при разряде и тем больше выделяется энергии.
Когда содержание воды увеличивается, на поверхности пленки СЭИ батареи (интерфейс твердого электролита) происходит осаждение ПОФ3 и ЛиФ, что нарушает плотность и однородность пленки СЭИ, что приводит к постепенному увеличению внутреннего сопротивления батареи и постоянное снижение разрядной емкости аккумулятора.
3. Срок службы сокращен.
Содержание воды слишком велико, разрушает пленку СЭИ аккумулятора, внутреннее сопротивление постепенно увеличивается, разрядная емкость аккумулятора становится все меньше и меньше, каждый раз, когда аккумулятор полностью заряжается после использования аккумулятора, также становится все короче и короче, аккумулятор можно нормально использовать для зарядки, количество разрядов (циклов), естественно, станет меньше, время использования (срок службы) аккумулятора сократится.
02. Источник воды при производстве литиевых аккумуляторов
В процессе производства литиевых батарей источник воды можно разделить на следующие аспекты:
1. Вода, приносимая сырьем
1.1 материалы положительных и отрицательных электродов: положительные и отрицательные активные вещества представляют собой микронные и наночастицы, которые могут легко поглощать воду в воздухе; В частности, тройные или бинарные катодные материалы с высоким содержанием Ни (никеля) имеют большую удельную поверхность, а поверхность материала легко впитывает воду и вступает в реакцию. После нанесения покрытия, если влажность окружающей среды хранения велика, поверхностное покрытие пленки на опоре также быстро впитывает влагу из воздуха.
1.2 Электролит: компонент растворителя в электролите вступает в химическую реакцию с молекулами воды; Растворенная соль лития в электролите также легко поглощает воду и вступает в химические реакции; Таким образом, при электролизе будет определенное количество воды; Если время хранения электролита слишком велико или температура окружающей среды при хранении слишком высока, содержание воды в электролите увеличится.
1.3 Сепаратор: Сепаратор представляет собой пористую пластиковую пленку (материал ПП/ПЭ), водопоглощение которой также очень велико.
2. Вода, добавляемая в электродную варку.
При негативной варке целлюлозы добавляется вода для перемешивания сырья, а затем нанесения покрытия, поэтому сам негативный лист представляет собой воду. В последующем процессе нанесения покрытия, хотя и происходит нагрев и сушка, все же значительная часть воды адсорбируется внутри покрытия электродного листа.
3. Условия эксплуатации Влажность
3.1 Влажность воздуха в мастерской Влажность воздуха обычно измеряется относительной влажностью. Относительная влажность сильно варьируется в зависимости от времени года и погоды. Влажность воздуха весной и летом относительно велика (более 60 %), а осенью и зимой воздух относительно сухой, а влажность сравнительно невелика (менее 40 %). Влажность воздуха выше в дождливые дни и ниже в солнечные дни. Настолько разная влажность воздуха, то и содержание воды в воздухе разное:
3.2 Вода, вырабатываемая организмом человека (пот человека, выдыхаемый воздух, вода после мытья рук)
3.3 Влага, вносимая различными вспомогательными материалами и бумагами (коробками, тряпками, отчетами)
03. Контроль воды в процессе производства литиевых батарей
1. Строго контролировать влажность окружающей среды производственного цеха.
1.1 Перемешивание гомогената в цехе электродного производства, относительная влажность ≦10%;
1.2 Покрытие (голова, хвост), влажность точки росы валков ≤ -10℃ДП в цехе по производству электродов;
1.3 Цех резки электродного производства, относительная влажность не более 10%;
1.4 Ламинирование, намотка, сборочный цех, влажность точки росы ≦-35℃ ДП.
1,5. Впрыск батареи, герметизация, влажность точки росы ≤ -45 ℃ ДП.
2. Строго контролировать человеческое тело и внешнюю влагу, попадающую в мастерскую.
2.1 Управление соблюдением требований эксплуатации:
-- При входе в сушильный цех необходимо переодеться, надеть головные уборы, переобуться и надеть маски;
-- Запрещается прикасаться к электродным пластинам и электроэлементам голыми руками;
2.2 Управление влажностью вспомогательных материалов:
-- Категорически запрещается проносить коробку в сушильный цех;
-- Бумажные почтовые и идентификационные таблички в сушильной камере должны быть запечатаны пластиком;
-- Запрещается мыть пол водой в сушильной камере.
3. Строго контролировать время хранения и выдержки электродных листов.
3.1 Управление хранилищем с низкой влажностью:
-- Свернутые и нарезанные электродные листы необходимо хранить в помещении с низкой влажностью в течение 30 минут (≦-35℃ ДП).
-- Обожженные и необработанные электродные листы перед хранением необходимо пропылесосить (≦-95 кПа).
3.2 Управление временем воздействия:
-- После выпечки производство, намотка, упаковка, впрыск жидкости и герметизация должны быть завершены в течение 72 часов (влажность точки росы в цеху ≤ -35 ℃).
3.3 Управление в порядке очереди:
-- Использование электродных листов должно соответствовать правилам «первым пришел – первым ушел», то есть партия используется раньше; Сначала испеките, сначала используйте.
4. Строго контролировать процесс обжига электродного листа и сепаратора.
4.1 Перед использованием электродный лист и сепаратор необходимо прокалить;
4.2 Если электродный лист и сепаратор не могут быть обожжены перед изготовлением и намоткой, то элемент должен быть обожжен перед впрыском жидкости;
4.3 В процессе обжига электродного листа или элемента аккумулятора необходимо строго контролировать параметры печи (температуру, время, степень вакуума);
4.4. Для обеспечения точности необходимо регулярно проверять температуру печи и степень вакуума.
5. Тестирование и контроль содержания воды.
5.1. Электродный лист, сепаратор (или батарея), электролит должны проверяться на содержание воды, подходящее для впрыскивания жидкости;
5.2 Метод испытания: отбор проб согласно регламенту; Для измерения используйте влагомер Карла Фишера;
5.3 Квалификационный стандарт содержания воды:
-- содержание воды в электродной пластине ≦200 ppm (предварительный контроль ≦150 ppm)
-- Содержание воды в сепараторе ≦600 ppm
-- содержание воды в электролите ≦20 ppm
Таким образом, в процессе производства литиевых батарей необходимо контролировать влажность окружающей среды, время хранения и выдержки электрода, процесс обжига электрода и сепаратора, срок годности электролита, испытание на содержание воды и другие аспекты имеют важное значение, выход из-под контроля приведет к фатальным дефектам в работе аккумуляторной батареи, а последствия будут очень серьезными!
Поэтому, будь то управленческий персонал, производственный персонал, персонал по контролю качества, чтобы повысить осведомленность о контроле воды в аккумуляторе, всегда строго соблюдайте положения процесса, чтобы гарантировать, что вода в аккумуляторе находится в контролируемом и квалифицированном состоянии!
