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        磷酸鋰鐵電池生產過程中失效了是什么原因

        2021-07-09 16:46:20 Browse times:192
        Keyword:鋰電池磷酸鋰離子朗達鋰電池

        在生產過程中,人員、設備、原料、方法、環境是影響產品質量的主要因素,在LiFePO4動力電池的生產過程中也不例外,人員和設備屬于管理的范疇,因此我們主要討論后三個影響因素 。

        一、電極活性材料中的雜質對電池造成的失效

        LiFePO4在合成的過程中,會存在少量的Fe2O3、Fe等雜質,這些雜質會在負極表面還原,有可能會刺穿隔膜引發內部短路。LiFePO4長時間暴露于空氣中,濕氣會使電池發生惡化,老化初期材料表面形成無定型磷酸鐵,其局部的組成和結構都類似于LiFePO4(OH);隨著OH的嵌入,LiFePO4不斷被消耗,表現為體積增大;之后再結晶慢慢形成LiFePO4(OH)。而LiFePO4中的Li3PO4雜質則表現為電化學惰性。石墨負極的雜質含量越高,造成的不可逆的容量損失也越大。

        二、化成方式對電池造成的失效 

        活性鋰離子的不可逆損失首先體現在形成固體電解質界面膜過程中消耗的鋰離子。研究發現升高化成溫度會造成更多的不可逆鋰離子損失,因為升高化成溫度時,SEI膜中的無機成分所占比例會增加,在有機成分ROCO2Li到無機成分Li2CO3的轉變過程中釋放的氣體會造成SEI膜更多的缺陷,通過這些缺陷溶劑化的鋰離子會大量嵌入石墨負極。

        在化成時,小電流充電形成的SEI膜的組成和厚度均勻,但耗時;大電流充電會造成更多的副反應發生,造成不可逆鋰離子損失加大,負極界面阻抗也會增加,但省時;現在使用較多的是小電流恒流-大電流恒流恒壓的化成模式,這樣可以兼顧兩者的優勢。

        鋰電池

        三、生產環境中的水分對電池造成的失效

        在實際生產中,電池不可避免地會接觸空氣,由于正負極材料大都是微米或納米級的顆粒、而電解液中溶劑分子存在電負性大的羰基和亞穩定態的碳碳雙鍵,都容易吸收空氣中的水分。

        水分子和電解液中的鋰鹽(尤其是LiPF6)發生反應,不僅分解消耗了電解質(分解形成PF5),還會產生酸性物質HF。而PF5和HF都會破壞SEI膜,HF還會促進LiFePO4活性物質的腐蝕。水分子還會使嵌鋰的石墨負極部分脫鋰,在SEI膜底部形成氫氧化鋰。另外,電解液中溶解的O2也會加速LiFePO4電池的老化 。

        在生產過程中,除了生產工藝影響電池性能以外,造成LiFePO4動力電池失效的主要影響因素包括原材料中的雜質(包含水)和化成的過程,因此材料的純度、環境濕度的控制、化成的方式等因素顯得至關重要。江門市朗達鋰電池有限公司是一家在華南地區獲得ISO9001認證的電池設計,開發和制造的公司,專門生產磷酸鋰離子(LiFePO4),鋰離子電池。無論您的開發預算和時間表如何,朗達都可以提供電源解決方案,使您的設備具有競爭優勢。期待與您的合作!

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