鋰離子電池的 “化成” 概念該如何理解？鋰電池的化成主要作用是什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-14 20:39
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鋰離子電池的化成，就是對制造出來的鋰離子電池進(jìn)行第一次小電流的充電，它的目的在于在負(fù)極表面形成一層鈍化層，即固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)。補(bǔ)充一下工業(yè)界的情況。所有電池都有個預(yù)化成過程。原因是剛裝配完的鋼殼電池直接靜置會導(dǎo)致鋼殼內(nèi)部銹蝕，而鋁殼與軟包電池需要預(yù)化成排氣后再封口，否則會產(chǎn)生嚴(yán)重的脹氣問題。還有，化成容量是篩選合格電池的重要指標(biāo)。
鋰電池的化成主要有兩個方面的作用：一是使電池中活性物質(zhì)借助于第一次充電轉(zhuǎn)化成具有正常電化學(xué)作用的物質(zhì)；二是使電極主要是負(fù)極形成有效的鈍化膜或SEI膜，為了使負(fù)極碳材料表面形成均勻的SEI膜，通常采用階梯式充放電的方法，在不同的階段，充放電電流不同，擱置的時間也不同，應(yīng)根據(jù)所用的材料和工藝路線具體掌握，通?；蓵r間控制在24h左右。負(fù)極表面的鈍化膜在鋰電池的電化學(xué)反應(yīng)中，對于電池的穩(wěn)定性扮演著重要的角色。因此電池制造商除將材料及制造過程列為機(jī)密外，化成條件也被列為各公司制造電池的重要機(jī)密。電池化成期間，最初的幾次充放電會因?yàn)殡姵氐牟豢赡娣磻?yīng)使得電池的放電容量在初期會有減少。待電池電化學(xué)狀態(tài)穩(wěn)定后，電池容量即趨穩(wěn)定。因此，有些化成程序包含多次充放電循環(huán)以達(dá)到穩(wěn)定電池的目的。這就要求電池檢測設(shè)備可提供多個工步設(shè)置和循環(huán)設(shè)置。以BS9088設(shè)備為例，可設(shè)置64個工步參數(shù)，并最多可設(shè)置256個循環(huán)且循環(huán)方式不限；可以先進(jìn)行小電流充放循環(huán)，然后再進(jìn)行大電流充放循環(huán)，反之亦可
化成，是在電極固體相界面，與電解液液相界面，兩相相面之間，形成一個固體質(zhì)界面（SEI膜），電解液中有有機(jī)物，鋰離子會與之形成溶劑化大分子，若沒有這個SEI膜，鋰離子形成的溶劑化大分子，這個大分子比鋰離子外形大，會嵌入碳負(fù)極層中，頻繁嵌入或脫出，很容易導(dǎo)致碳層塌陷，電池容量降低。而SEI膜的形成，可阻止大分子的進(jìn)入，只讓鋰離子進(jìn)入或讓溶劑化大分子中的鋰離子分離出來，嵌入碳分層中。
