鋰電池水分控制的重要性
在鋰離子電池的(de)制造過程中,有很(hen)多(duo)東西是必須嚴格控制的(de),一是粉(fen)塵,二是金(jin)屬顆粒,三是水分(fen)。
水(shui)分對鋰離子電(dian)池影響巨大(da),主要會(hui)造成以下不(bu)良(liang)后果:
如果水分過高,電解液和水分反應,生成微量有害氣體,對注液房環境有不良影響;這也會影響電解液本身的質量,使得電池性能不良,還會使電池柳釘生銹。
水分和電解液中的一種成分反應,生成有害氣體,當水分足夠多時電池內部的壓力就變大,從而引起電池受力變形。如果是手機電池,就表現為鼓殼;當內部壓力在高的時候,電池就有危險了,爆裂使得電解液噴濺,電池碎片也很容易傷人。
電池內部水分過高;損耗了電解液的有效成分,也損耗了鋰離子,使得鋰離子在電池負極片發生不可逆轉的化學反應。消耗了鋰離子,電池的能量就減少了。
用26650電池給電鉆供電,充滿電后本來可以使用1小時,因為電池內部有水分,就只能使用50分鐘了。
當電池內部的水分多的時候,電池內部的電解液和水反應,其產物將是氣體和氫氟酸(氫氟酸是一種腐蝕性很強的酸,它可以使電池內部的金屬零件腐蝕,進而使電池最終漏液。如果電池漏液,電池的性能將急速下降,而且電解液還會對使用者的機器進行腐蝕,終而引起更加危險的失效。
電池中的水分來源哪里?
對于電池中的水分,它的來源就主要來之于材料,當然也涉及環境。
正極片:正極片如果使用的是納米材料,這種納米材料具有很強的吸水性,很容易周圍的空氣中吸收水分。
負極片:負極片比正極片來說,吸水性相對低一點,當然,在沒有控制濕度的環境下,其從環境空氣中吸水數量也是相當樂觀的。
隔膜紙:隔膜紙也是一種多孔性的塑料薄膜,其吸水性也是很大的。
電解液:電解液是一種非常怕誰的物質,它也是非常容易吸水,他它會和水進行反應,直至所有的電解液物質反映完成,也就是說,它喝水的能力是永無止境,直到自己死掉。
其他金屬零件:
雖然金屬零件本身對水分的吸收有限,但是,金屬零件對水分卻很怕,因為水分的存在會使其生銹或者腐蝕。
材料中的水分含量是電池中水分的主要來源,當然,環境濕度越大,電池材料越容易吸收水分。
目前最有效測量鋰電池水分含量的方法:
AKF-BT2015C鋰電池專用水分測定儀測定電解液、磷酸鐵鋰、石墨、負極片等電池材料的含水量
---測定方法---
1、 將電解液注入電解池以及電解電極的陰極室內,液位至下刻度線,加入微量水然后電解至平衡。
2、 將氣源連接至卡氏加熱爐,將干燥樣品瓶裝入加熱槽,溫度設置為250℃,流量調整為50mL/min,吹掃樣品瓶和管路內可能存在水分,等待再次平衡。
3、 將樣品瓶移至冷卻槽冷卻后取出,用電子天平稱取約0.5~3g樣品置于樣品瓶內,然后在水分儀上點擊開始測量,同時將樣品瓶裝入加熱槽。
4、 輸入樣品稱取的重量,等待測量結束后顯示最終測量結果。
---實驗結論---
可(ke)以測(ce)得多(duo)種(zhong)鋰(li)離子電(dian)池(chi)(chi)原(yuan)料的(de)水(shui)(shui)分(fen)含量(liang),能(neng)分(fen)辨出各種(zhong)原(yuan)料的(de)含水(shui)(shui)量(liang)的(de)大(da)小,含水(shui)(shui)量(liang)低于100ppm的(de)樣品(pin)也能(neng)準(zhun)確(que)(que)定(ding)量(liang),實現(xian)生產(chan)監(jian)測(ce)控制(zhi)的(de)目(mu)的(de)。測(ce)定(ding)電(dian)解(jie)液無需(xu)加(jia)熱(re)可(ke)直接(jie)進樣測(ce)定(ding),固(gu)態(tai)樣品(pin)則(ze)需(xu)采(cai)用(yong)(yong)卡氏加(jia)熱(re)法。AKF-BT2015C鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)專用(yong)(yong)卡爾費休(xiu)水(shui)(shui)分(fen)儀能(neng)自動扣除(chu)漂移,操作便捷,能(neng)準(zhun)確(que)(que)可(ke)靠地測(ce)出鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)原(yuan)料常用(yong)(yong)原(yuan)料的(de)含水(shui)(shui)量(liang)。已(yi)達到生產(chan)監(jian)控的(de)目(mu)的(de)。