淺析鋰電池活化階段對(duì)電池性能的影響
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-26 11:57
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鋰電池活化階段對(duì)電池性能的影響
鋰電池的生產(chǎn)過程可以分為三個(gè)階段:前道電極的制造、中道電池的封裝和后道電池的激活。
活化階段包括預(yù)充、轉(zhuǎn)化、時(shí)效、定容等階段。預(yù)充電和轉(zhuǎn)換的目的是激活前幾次充電和放電的正極和負(fù)極數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)得到最佳利用。
衰老有幾個(gè)主要目的:
首先，讓電解液滲透更加突出，有利于電池功能的穩(wěn)定;
?2是正極和負(fù)極數(shù)據(jù)中的活性物質(zhì)在老化后會(huì)加速一些副作用，如產(chǎn)氣、電解液分化等，從而使鋰電池的電化學(xué)功能能夠快速、安全地實(shí)現(xiàn);
?iii是經(jīng)過一段時(shí)間的老化后，鋰電池的持續(xù)選擇。電池電壓形成后不穩(wěn)定，其測(cè)量值會(huì)違反實(shí)際值，電池電壓老化，內(nèi)阻更穩(wěn)定，便于選擇高一致性的電池。
影響鋰電池性能的主要因素有兩個(gè)，即老化溫度和老化時(shí)間。此外，還有老化的電池在密封狀態(tài)下仍處于開啟狀態(tài)也更為重要。
至于開口處，若能控制好濕度，則可在密封后老化。如選用高溫老化，密封后老化效果更好。對(duì)于不同的電池系統(tǒng)，三元正/石墨負(fù)極鋰電池、磷酸鋰鐵正極/石墨負(fù)極鋰電池或鈦酸鋰負(fù)極電池，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)特性和鋰電池特性進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，通過鋰電池的容量差、內(nèi)阻差和壓降特性來(lái)確定最佳的老化標(biāo)準(zhǔn)。
一、三或磷酸鐵鋰正極/石墨負(fù)極鋰電池
三元正極材料,石墨作為鋰電池的負(fù)極材料,鋰離子電池預(yù)充進(jìn)階段將形成一個(gè)固體電解質(zhì)層的石墨陽(yáng)極膜(SEI),組成的膜電位的0.8 V, SEI承諾離子滲透和不允許電子傳遞,因此組成的厚度必須要反抗后電解液的進(jìn)一步分化,可避免電池電解質(zhì)分化功能下降引起的上升。
但是，成膜后形成的SEI膜結(jié)構(gòu)致密，孔隙小，電池老化將有助于重組SEI膜結(jié)構(gòu)，形成疏松多孔的膜，從而提高鋰電池的功能。
三元/石墨鋰電池老化一般選擇溫度老化7-28天的時(shí)間，但有些植物選擇高溫老化標(biāo)準(zhǔn)，老化時(shí)間為1-3天，所謂高溫一般在38℃-50℃之間。高溫老化只是為了縮短整個(gè)生產(chǎn)周期，其目的與常溫老化相同，是為了使正負(fù)極、膜、電解液等豐富的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，使鋰電池處于更穩(wěn)定的狀態(tài)。
鈦酸鋰陰極鋰電池
俗稱鈦酸鋰電池是鈦酸鋰電池的負(fù)極，目前正極仍主要是三元、鈷酸鋰等數(shù)據(jù)。
鈦酸鋰電池與石墨負(fù)極電池的區(qū)別在于，鈦酸鋰的嵌入鋰電位為1.55v(與金屬鋰有關(guān))，高于SEI構(gòu)成的0.8v。因此，在充放電過程中不會(huì)形成固態(tài)電解質(zhì)膜(SEI)和樹枝狀鋰，具有較高的安全性。
這意味著在鈦酸鋰充電過程中，電子不斷與電解液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生副產(chǎn)品和氫氣、CO、CH4、C2H4等氣體，導(dǎo)致電池膨脹。解決鈦酸鋰溶脹問題的主要方法是改變數(shù)據(jù)的性質(zhì)，如表面涂層、改變粒度分布、尋找合適的電解液等。
此外，優(yōu)化的預(yù)充、熔化和時(shí)效條件也能適當(dāng)減少鈦酸鋰的膨脹現(xiàn)象。鈦酸鋰電池的老化標(biāo)準(zhǔn)一般為高溫老化標(biāo)準(zhǔn)，老化溫度為40℃-55℃，老化時(shí)間一般為1-3天，老化后需進(jìn)行負(fù)壓排氣。
