鋰電池自放電影響因素及控制要點(diǎn)分析
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-14 06:40
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一、原材料金屬雜質(zhì)
1、金屬雜質(zhì)的影響機(jī)理
電池中：金屬雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，溶解到電解液：M → Mn+ + ne-；此后，Mn+遷移到負(fù)極，并發(fā)生金屬沉積：Mn+ + ne-→ M；隨著時(shí)間的增加，金屬枝晶在不斷生長，最后穿透隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極的微短路，不斷消耗電量，導(dǎo)致電壓降低。
注：以上只是最常見的形式，還可能有很多其他的影響機(jī)理。
2、不同種類金屬屑影響程度
（1）正極漿料中添加不同種類金屬屑
可定性的對(duì)影響程度排序：Cu>Zn>Fe>Fe2O3
注：原則上，只要是金屬雜質(zhì)（如以上未列出的還有FeS\FeP2O7…)，都會(huì)對(duì)自放電產(chǎn)生較大影響，影響程度一般是金屬單質(zhì)最強(qiáng)。
金屬屑電池的隔膜黑點(diǎn)形貌深（穿透到另一面）、數(shù)量多:
隔膜黑點(diǎn)的金屬元素成分與添加的金屬種類相吻合，說明隔膜黑點(diǎn)上的金屬元素確實(shí)來源于金屬雜質(zhì):
（2）負(fù)極漿料中添加不同種類金屬屑
負(fù)極漿料中金屬雜質(zhì)的影響不及正極漿料中的金屬雜質(zhì)；其中，Cu、Zn 對(duì)自放電有顯著影響；Fe、氧化鐵未觀察到顯著影響。
3、金屬雜質(zhì)關(guān)鍵控制
（1）建立磁性金屬雜質(zhì)的測試方法
①用電子稱稱量粉末后，投入到聚四氟乙烯球磨罐中
②將已準(zhǔn)備好的磁鐵投入粉末，放超純水
③球磨機(jī)以200±5rpm的速度攪拌30±10分鐘
④攪拌完畢后，取出內(nèi)部的磁鐵（避免用手或其他器具直接接觸
⑤磁鐵表面吸的正極活性物質(zhì)，用超純水來洗凈后，利用超聲波來洗凈 15±3秒鐘。
⑥ ⑤項(xiàng)的手法反復(fù)進(jìn)行多次——磷酸鐵鋰：20遍；其它物料：5-8遍
⑦洗凈好的磁鐵轉(zhuǎn)移到100ml燒杯里。(防止異物的混入)
⑧在燒杯里，倒稀王水(鹽酸:硝酸=3:1)6ml后，再加入磁鐵沉浸程度的超純水。然后加熱20分鐘左右
⑨將加熱好的溶液轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶里，至少潤洗3次，并把潤洗液也轉(zhuǎn)移到容量瓶中，最后用超純水定容
⑩準(zhǔn)備好的溶液，送AAS進(jìn)行定量分析鐵，鉻，銅，鋅，鎳，鈷的含量（磷酸鐵鋰再加測一個(gè)鋰元素）。測量原材料的磁性金屬雜質(zhì)含量：
磷酸鐵鋰：
雜質(zhì)成分包含F(xiàn)e、Cr、Ni、Al、P等，雜質(zhì)金屬應(yīng)該為不銹鋼。
KS6：
磁性金屬雜質(zhì)主要成分是Al，還有少量Mg。
（2）對(duì)金屬雜質(zhì)含量過高的原材料進(jìn)行除鐵
（3）原材料除鐵對(duì)自放電的改善
二、制程粉塵金屬屑
1、制程中粉塵金屬屑的潛在來源
2、采取措施減少和消除粉塵金屬屑
3、實(shí)例
使用自動(dòng)卷繞機(jī)后，極片掉料顯著改善：
使用自動(dòng)卷繞機(jī)后，極芯短路率顯著降低：
