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温度对锂离子电池化成结果影响

特普生科技 特普生科技 2022-07-14 12 551

大多数锂离子电池仍依赖于插层型石墨材料作为负极,电池在首次充电期间,石墨负极上会发生电解质分解生成固体电解质中间相(SEI)。稳定的SEI层可以充当保护层以阻止电解液的持续分解和溶剂共嵌入石墨层。而不完美的SEI层会使石墨暴露在电解质中,最终导致石墨结构被破坏。因此,电池化成对于产生稳定的SEI层和延长电池使用寿命及良好的容量保持率是必须的。

在化成过程中,施加高温,可以降低电解液的黏度,加速离子的扩散,保证在大电流下,电子与离子迅速结合;高温下化成,不仅可以使电极表面的SEI膜层反应更充分,而且能增强隔膜的吸液性,这样有利于降低电池的气胀情况。

电池化成.jpg

但是高温化成会降低SEI膜的稳定性,引起电池循环性能变差,这是因为高温会加剧SEI膜的溶解和溶剂分子的共嵌入,而低温条件下SEI膜则趋于稳定。有研究表明低温下化成是以溶剂还原为主,锂盐的还原速度变慢,SEI膜的形成速度慢,因此溶剂产物的沉积更为有序致密,更有利于延长电池的使用寿命。

对于高温化成或者是低温化成的对比,并没有一个确切的及结果表明可以说高温化成一定好,还是低温化成一定好,化成过程中温度的选择需根据不同的电池体系及不同制造工艺做具体的实验验证,选择适合电池本身的化成工艺参数。

电池化成和测试是一个耗时的过程,涉及多次充电和放电以激活电池的化学性质,时间可长达两天。此过程很有必要,可做好使用电池的准备,对于确保电池的可靠性和质量至关重要。这个过程极其缓慢,因此是阻碍电池制造提高产量从而降低电池生产总成本的重要瓶颈之一。

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