導(dǎo)致軟包鋰離子電池鼓包的三大原因
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-03-23 14:04
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軟膜鋰離子電池脹形的主要原因有三，并提出了抑制軟膜鋰離子電池脹形的措施
軟包鋰離子電池膨脹的原因有很多。根據(jù)實(shí)驗研究和開發(fā)的經(jīng)驗，作者將鋰電池脹形的原因分為三類。二是由于電解液中液氧的分異造成氣的生產(chǎn)凸出。第三，電池包裝不嚴(yán)格引入水分、角度損壞等技術(shù)缺陷所造成的鼓包。在不同的電池系統(tǒng)中，電池厚度變化的主導(dǎo)因素是不同的。在石墨陽極系統(tǒng)中，電極的厚度和產(chǎn)氣量都對電池的膨脹起著促進(jìn)作用。
1. 電極板厚度變化
石墨負(fù)膨脹的影響因素及機(jī)理
厚度的鋰離子電池充電過程中電池添加擴(kuò)展主要?dú)w結(jié)為陰極,陽極腫脹率僅為2 ~ 4%,陰極一般由石墨,膠,導(dǎo)電碳,石墨材料自身的膨脹率達(dá)到10%,石墨陽極膨脹率變化的主要影響因素包括:SEI膜組成、帶電狀態(tài)(電荷狀態(tài),SOC),工藝參數(shù)等影響因素。
(1) SEI膜構(gòu)成了鋰離子電池的初始充放電過程，電解質(zhì)對固液界面的石墨顆粒的回收起反應(yīng)，形成覆蓋電極數(shù)據(jù)表面的鈍化層(SEI膜)。由于SEI膜的攻擊，陽極厚度顯著增加，電池厚度增加約4%。從長期循環(huán)過程來看，根據(jù)不同石墨的物理結(jié)構(gòu)和具體外觀，循環(huán)過程會受到SEI的溶解和新SEI產(chǎn)生的動態(tài)過程的影響。例如，片狀石墨的膨脹率比球狀石墨大。
(2)電池帶電狀態(tài)在循環(huán)的過程中,石墨陽極體積膨脹接觸電池SOC周期函數(shù),即與鋰離子嵌入石墨(電池SOC的進(jìn)展)體積逐漸膨脹,當(dāng)從石墨陽極鋰離子電池SOC逐漸減少,和相應(yīng)的石墨陽極體積縮小。
(3)工藝參數(shù)在工藝參數(shù)方面，壓實(shí)密度對石墨陽極有很大影響。在極性板的冷壓過程中，石墨陽極膜的壓應(yīng)力較大，在后續(xù)極性板的高溫烘烤過程中難以充分釋放。在電池的循環(huán)充放電過程中，膜應(yīng)力在循環(huán)過程中釋放，由于鋰離子的插入和釋放、電解液在粘接劑上的膨脹等多種因素的作用，膜的溶脹率增大。壓實(shí)密度距離分辨率,另一方面,陽極膜空間容量范圍內(nèi),膜層中的孔隙容量大,能吸收有用的膨脹體積,面積容量很小,當(dāng)單蓬松的,不符合的體積空間吸收膨脹攻擊,在這一點(diǎn)上,腫脹只能到外部膜層膨脹,隨著陽極體積膨脹性能。
(4)膠粘劑粘接強(qiáng)度的其他因素(膠粘劑,石墨粒子,導(dǎo)電碳和液體之間的界面粘接強(qiáng)度),充電和放電率、膠粘劑和腫脹的電解質(zhì)和石墨顆粒的形狀和它的體積密度,以及結(jié)合劑在循環(huán)過程中失敗引起的極片添加量等,都有一定程度的影響陽極膨脹。
膨脹率計算:
用二次元法測量陽極板在X、Y方向的尺寸，用千分尺測量陽極板在Z方向的厚度。
壓實(shí)密度和鍍層質(zhì)量對負(fù)極膨脹的影響
以壓實(shí)密度和涂層質(zhì)量為影響因素，全因素正交試驗方案為3個不同水平(見表1)，各組其他條件相同。
