鋰電池中的水分過高的話會造成哪些不良后果你知道嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-29 22:35
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水分對鋰離子電池影響巨大，主要會造成以下不良后果：
1、 電解液變質(zhì)，使電池鉚釘生銹
我們公司電池的所用的電解液，是不能在水分過高的環(huán)境下使用的。電池注液的時(shí)候，必須要在小于1%濕度的環(huán)境下，并且注液后趕快封口，阻止電池內(nèi)部和空氣接觸。如果水分過高，電解液和水分反應(yīng)，生成微量有害氣體，對注液房環(huán)境有不良影響；這也會影響電解液本身的質(zhì)量，使得電池性能不良；還會使電池鉚釘生銹。
2、 電池內(nèi)部壓力過大
水分會和電解液中的一種成分反應(yīng)，生成有害氣體。當(dāng)水分足夠多時(shí)，電池內(nèi)部的壓力就變大，從而引起電池受力變形。如果是手機(jī)電池，就表現(xiàn)為鼓殼；如果是我們的26650電池，就表現(xiàn)為高度超標(biāo)。如果是我們的32xxx電池，那防爆閥就會開裂，電池也就報(bào)廢了。當(dāng)內(nèi)部壓力再高的時(shí)候，電池就有危險(xiǎn)了，爆裂使得電解液噴濺，電池碎片也容易傷人。
3、 高內(nèi)阻(High ACR)
電池在使用的時(shí)候，內(nèi)阻小，就能進(jìn)行大電流放電，電池的功率也就很高；如果內(nèi)阻大，就不能進(jìn)行大電流放電，電池的功率也就比較低。就比如手機(jī)電池，快沒電的時(shí)候，可以收發(fā)短信，但不能打，一打就關(guān)機(jī)。這是因?yàn)榇虻臅r(shí)候，需要的功率大于收發(fā)短信所需。
4、 高自放電(HSD)
自放電，是指電池在不使用的情況下，電量也會損耗。當(dāng)這個(gè)損耗在規(guī)定的情況下超過一定量之后，這只電池就被認(rèn)為是高自放電，成為B品或報(bào)廢電池。
HSD很嚴(yán)重的時(shí)候，充滿電的電池，過不了多久，電量就會損耗殆盡，甚至使的電池的電壓變?yōu)?V。
而我們公司生產(chǎn)的鋰離子電池，任何情況下電壓是不能低于2.0V的，如果電壓低于2.0V，電池就會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，就失去了循環(huán)充放電的能力，電池也就報(bào)廢了。
對于客戶（使用者）而言，自放電所引起的結(jié)果就是，手機(jī)今天充電，明天就沒電，電動車今天騎來公司的時(shí)候，還是滿電的，下班的時(shí)候，就已經(jīng)沒有電了，汽車停在停車場半個(gè)月，重新啟動時(shí)沒有電了。這些，都是自放電電池在客戶端的表現(xiàn)，它會讓電池失去使用功能，而導(dǎo)致客戶非常不滿。
對于我們自己而言，高自放電的電池多了，我們的合格率就低了，如果有5%的電池高自放電，當(dāng)我們產(chǎn)量達(dá)到40000只/天的時(shí)候，就意味著每天有2000只電池需要報(bào)廢，意味著14萬塊錢要報(bào)廢，一年將有168萬塊報(bào)廢，如果用來買汽車，意味著報(bào)廢了10輛中檔轎車，如果買房子，在常州新北區(qū)應(yīng)該可以買兩三套了。
5、 低容量
電池內(nèi)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(fù)極片發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)。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(shí)，因?yàn)殡姵貎?nèi)部有水分，就只能使用50分鐘了；用將來的汽車用32xxx電池來供電，充滿電后本來可以行駛 150公里，結(jié)果只能行駛130公里，如果偏偏前不著村后不挨店，沒法充電的話，還得找個(gè)拖車來拖汽車。
6、 低循環(huán)壽命
我們公司的電池，是鋰離子電池家族中，壽命長的，26650可以充放電循環(huán)3000次。如果水分超標(biāo)，情況就不會這么樂觀了。
26650裝進(jìn)電動工具，給客戶說可以使用5年，結(jié)果4年就充不進(jìn)電、干不了活了，客戶會答應(yīng)嗎，還會買我們的電池嗎？
32xxx裝進(jìn)電動汽車，可以使用10年，結(jié)果8年9年的時(shí)候，開不了幾公里就沒電了。如果我們自己就是用戶，我們會答應(yīng)嗎？
7、 電池漏液
當(dāng)電池內(nèi)部的水分多的時(shí)候，電池內(nèi)部的電解液和水反應(yīng)，其產(chǎn)物將是氣體和氫氟酸，氫氟酸是一中腐蝕性很強(qiáng)的酸，它可以使電池內(nèi)部的金屬零件腐蝕，進(jìn)而使電池終漏液。
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(jī)器進(jìn)行腐蝕，終而引起更加危險(xiǎn)的失效。
對于電池中的水分，它的來源就主要來之于材料，當(dāng)然也涉及環(huán)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(qiáng)的吸水性，很容易周圍的空氣中吸收水分。
負(fù)極片：負(fù)極片比正極片來說，吸水性相對低一點(diǎn)，當(dāng)然，在沒有控制濕度的環(huán)境下，其從環(huán)境空氣中吸水?dāng)?shù)量也是相當(dāng)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(zhì)，它也是非常容易吸水，他它會和水進(jìn)行反應(yīng)，直至所有的電解液物質(zhì)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?yàn)樗值拇嬖跁蛊渖P或者腐蝕。
材料中的水分含量是電池中水分的主要來源，當(dāng)然，環(huán)境濕度越大，電池材料越容易吸收水分。
.1水分會對鋰離子電池造成哪些不良影響？
主要表現(xiàn)為電池容量小，放電時(shí)間變短，內(nèi)阻增大，循環(huán)容量衰減，電池膨脹等現(xiàn)象，因此在鋰離子電池的制作過程中，必須要嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度和正負(fù)極材料、隔膜、電解液的含水量。
2.2鋰離子電池水分控制方法檢測現(xiàn)狀？
目前市場上水分含量測定的技術(shù)方法最常用的是加熱失重法和卡爾費(fèi)休法，由于鋰電池行業(yè)所測樣品含水量極低，加熱失重法水分測定儀的精度根本達(dá)不到，這種方法被直接排除。
分析與方法
3.1儀器
AKF-BT2015C鋰電池卡氏水分儀
3.2技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
特點(diǎn)：
1.卡氏頂空樣品瓶加熱技術(shù)，有效避免加熱爐膛和反應(yīng)杯污染；
2.禾工獨(dú)創(chuàng)的樣品瓶連接器，讓載氣無須穿刺樣品瓶隔墊即可進(jìn)入到樣品瓶內(nèi)部，密封性好，減少隔墊耗材的同時(shí)可拆卸方便；
3.精確流量控制設(shè)計(jì)，載氣消耗量僅為同類進(jìn)口產(chǎn)品管式加熱爐的十分之一；
4.大功率散熱槽設(shè)計(jì)，迅速冷卻樣品瓶，提高工作效率；
5.7"高分辨率彩色觸摸屏界面，多參數(shù)顯示，直觀簡潔；一鍵測定，操作極為簡便；
6.防凝結(jié)保溫管路無死體積設(shè)計(jì)，保證揮發(fā)后的水分管壁系統(tǒng)無殘留；
7.加熱溫度最高達(dá)300°，0-100ml氣體流量自由調(diào)節(jié)，滿足大多數(shù)固體原料水分測定需求；
8.全自動恒流極化檢測，無需人工設(shè)定終點(diǎn)，檢測精度高，水分測量分辨率達(dá)到0.1ug;
9.一鍵啟動，操作簡單，穩(wěn)定可靠，故障低，使用壽命長；
3.3分析原理
樣品用卡氏加熱爐專用密封進(jìn)樣小瓶裝載，用頂空瓶連接器密閉后進(jìn)入加熱槽中，樣品中的水分（還可能有其他揮發(fā)性的溶劑）以蒸氣的形式完全釋放，通過干燥載氣（如干燥的空氣或者氮?dú)猓┯身斂掌拷?jīng)加熱伴管路轉(zhuǎn)移到KF滴定杯中，然后卡爾費(fèi)休水分測定儀進(jìn)行檢測并顯示測量數(shù)據(jù)。
3.4檢測方法
1.將電解液注入電解池以及電解電極的陰極室內(nèi)，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(shè)置為250℃,流量調(diào)整為50mL/min，吹掃樣品瓶和管路內(nèi)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(nèi)，然后在水分儀上點(diǎn)擊開始測量，同時(shí)將樣品瓶裝入加熱槽。
4.輸入樣品稱取的重量，等待測量結(jié)束后顯示最終測量結(jié)果。
四、數(shù)據(jù)與結(jié)論
結(jié)論說明：
通過本實(shí)驗(yàn)方法，可以精確測得鋰離子電池原料的水分含量，檢測結(jié)果精度與重復(fù)性均達(dá)到進(jìn)口同類產(chǎn)品的水平。AKF庫侖法卡爾費(fèi)休水分測定儀和KH-1卡氏加熱爐頂空進(jìn)樣器聯(lián)用，能自動扣除漂移，操作便捷，能準(zhǔn)確可靠的測出鋰電池跟原料的含水量。
