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鋰電池注液工藝-方形動(dòng)力大電流探針300A

摘要:東莞市華合贏電子科技有限公司,注液:通過預(yù)留注液孔,把電解液(六氟磷酸鋰等)按照需要的量注入電池內(nèi)部的過程,分為一次注液和二次注液。LiPF6是最常用的電解質(zhì)鋰鹽,它對負(fù)極穩(wěn)定,放電容量大,電導(dǎo)率高,內(nèi)阻小,充放電速…

注液:通過預(yù)留注液孔,把電解液(六氟磷酸鋰等)按照需要的量注入電池內(nèi)部的過程,分為一次注液和二次注液。

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LiPF6是最常用的電解質(zhì)鋰鹽,它對負(fù)極穩(wěn)定,放電容量大,電導(dǎo)率高,內(nèi)阻小,充放電速度快,然而LiPF6對水分和HF酸極其敏感,且不耐高溫,容易發(fā)生分解反應(yīng)。而LiBF4不僅在50°C的高溫時(shí),而且可以在-10°C的低溫也有較好的熱穩(wěn)定性,這些優(yōu)勢使得LiBF4又被重新研究。此外,性能最佳的LiAsF6 因?yàn)?價(jià)的As有致癌的因素,故不考慮。因此,考慮到鋰離子電池在高低溫等極端環(huán)境下應(yīng)用的需要。




電解液使用的碳酸酯類,故而在注液前需高溫烘烤,把水分烘到工藝要求范圍內(nèi)。隧道爐,既是把激光焊后電池,經(jīng)過全自動(dòng)真空隧道爐烘干水分的過程,因?yàn)橄乱粋€(gè)工序?yàn)樽⒁?,故必須把水分烘到可以控制的范圍。在隧道爐中,有充氮?dú)猓檎婵?,高溫加熱環(huán)節(jié),充氮?dú)馐菫榱酥脫Q空氣,破真空(用抽負(fù)壓的時(shí)候,長期負(fù)壓會(huì)損壞設(shè)備,且會(huì)損壞電池,充氮?dú)馐箖?nèi)外部氣壓大致相等)的作用,使得導(dǎo)熱性更好,水分蒸發(fā)得更好。結(jié)束后抽檢測量水分,水分合格才可以往下流轉(zhuǎn)。隧道爐存在由于運(yùn)輸車與線體摩擦,產(chǎn)生粉塵影響電池性能,故而需注意線體材料,降低粉塵影響。

一次注液是首次注液,注液后,通過高溫老化房,使得電解液浸潤到極片里面,參與化學(xué)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化。需要注意的是某些電解液里面添加了過充保護(hù)劑等添加劑,需保持電解液的保有量,確保電池安全。二次注液,則是化成后對電解液的一個(gè)補(bǔ)充過程,二次注液時(shí),還兼顧封口,常用的封口方式有采用打膠塞,鋁片激光封口;打鋼珠,點(diǎn)膠封口。為防止粉塵污染和增強(qiáng)浸潤效果,注液后可人工把電池用膠塞封口,化成前拔掉,化成后再次封口,二次注液前拔掉,只有這樣,才能安全的采用疊盤方式高溫老化。這種方式一般要配備化成后抽真空,因?yàn)榛僧a(chǎn)生的氣體需要排出,封口后則不利于氣體排出,后期擬在線體增加抽真空箱。

電解液:電解液是鋰離子電池的重要組分,其重量占整個(gè)電池材料的15%,體積占32%。由此可見,電解液的性能及其與兩電極的兼容性直接影響到鋰離子電池的性能。因此,電解液的研究與開發(fā)對鋰離子電池性能的研究與發(fā)展至關(guān)重要。電解液包括電解質(zhì)(LiAsF6、LiBF4、LiPF6)、有機(jī)溶劑(由低粘度的溶劑如DMC碳酸二甲脂(鏈狀)、DEC碳酸二乙脂、DME乙二醇二甲醚、EMC碳酸甲乙脂等和高介電常數(shù)的溶劑如EC碳酸乙烯脂(環(huán)狀)、PC碳酸丙烯脂等按一定的比例混合而成的復(fù)合溶劑),有時(shí)還加入少量添加劑(SEI成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑、阻燃添加劑、過充電保護(hù)添加劑、控制電解液中水和HF含量的添加劑和多功能添加劑)。鋰離子電池使用的電解質(zhì)鹽有多種,一般采用含氟的鋰鹽, 一方面含氟陰離子有電荷離域作用,能抑制電解液中離子對的形成,提高電導(dǎo)率另一方面能提高電解液的電化學(xué)穩(wěn)定性,其中LiBF4由于其不良導(dǎo)電性和循環(huán)性能而沒有得到廣泛應(yīng)用。


在首次充電中,電解液會(huì)在正負(fù)極活性材料表面形成SEI膜(固相電解質(zhì)界面膜),這層鈍化膜由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇鹽和非導(dǎo)電聚合物組成,是多層結(jié)構(gòu),靠近電解液的一面是多孔的,靠近電極的一面是致密的。SEI膜的形成對電極材料的性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。一方面,SEI膜的形成消耗了部分鋰離子,方形動(dòng)力大電流探針300A使得首次充放電不可逆容量增加,降低了電極材料的充放電效率,故而有新工藝提到了預(yù)鋰化,后期我會(huì)推出預(yù)鋰化相關(guān)文章;另一方面,SEI膜具有有機(jī)溶劑不溶性,在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能穩(wěn)定存在,并且溶劑分子不能通過該層鈍化膜,從而能有效防止溶劑分子的共嵌入,避免了因溶劑分子共嵌入對電極材料造成的破壞,因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命,正極表面和負(fù)極表面的SEI成膜機(jī)理不同,一般認(rèn)為碳負(fù)極表面上的SEI膜是由溶劑分子、添加劑分子甚至是雜質(zhì)分子在碳負(fù)極表面上氧化產(chǎn)物組成的,正極表面上的SEI膜是由還原產(chǎn)物組成的。


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