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鋰電池低容原因有哪些?

鋰電池低容原因有哪些

鋰電池低容的原因從大面上可分為設計及制程兩個方向。材料的匹配特別是負極與電解液的(de)(de)(de)匹(pi)(pi)配對電(dian)芯(xin)容量的(de)(de)(de)影響(xiang)尤為重(zhong)大。由(you)于(yu)(yu)(yu)文(wen)武(wu)的(de)(de)(de)理論(lun)較(jiao)差且幾乎不(bu)(bu)可(ke)能(neng)從供(gong)應商(shang)口中(zhong)得出類(lei)(lei)似(si)于(yu)(yu)(yu)“你家電(dian)解(jie)液配別人(ren)家負極(ji)為啥會析(xi)鋰低容”問題(ti)(ti)的(de)(de)(de)答案,故雖然(ran)(ran)自(zi)己遇到(dao)過幾次(ci)由(you)于(yu)(yu)(yu)材(cai)料匹(pi)(pi)配造成低容的(de)(de)(de)情(qing)況,但(dan)對其發生的(de)(de)(de)原理卻一直是一知半解(jie)、僅有(you)(you)一些自(zi)己的(de)(de)(de)猜測而已。對于(yu)(yu)(yu)新負極(ji)或(huo)新電(dian)解(jie)液而言,若(ruo)重(zhong)復試(shi)驗發現每次(ci)電(dian)芯(xin)都會析(xi)鋰低容,那材(cai)料本身(shen)(shen)不(bu)(bu)匹(pi)(pi)配的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性就很大了。不(bu)(bu)匹(pi)(pi)配的(de)(de)(de)原因(yin)可(ke)能(neng)是化(hua)成時形(xing)成的(de)(de)(de)SEI膜不(bu)(bu)夠致(zhi)密(mi)、太厚(hou)亦(yi)或(huo)不(bu)(bu)穩定,也可(ke)能(neng)是電(dian)解(jie)液中(zhong)的(de)(de)(de)PC讓石墨(mo)層剝離(li),也不(bu)(bu)排除本身(shen)(shen)設計(ji)的(de)(de)(de)面密(mi)度壓實過大造成電(dian)芯(xin)無(wu)法適(shi)應大倍率充放電(dian)。雖然(ran)(ran)個中(zhong)的(de)(de)(de)理論(lun)我們沒法弄清,但(dan)出了問題(ti)(ti)先詢(xun)問供(gong)應商(shang)是否有(you)(you)好(hao)的(de)(de)(de)解(jie)決建(jian)議(yi)(yi)(yi)(類(lei)(lei)似(si)于(yu)(yu)(yu)優化(hua)化(hua)成工(gong)藝、減小充放電(dian)電(dian)流這類(lei)(lei)的(de)(de)(de)),若(ruo)供(gong)應商(shang)建(jian)議(yi)(yi)(yi)無(wu)效或(huo)干(gan)脆沒有(you)(you)建(jian)議(yi)(yi)(yi),那就更換(huan)材(cai)料吧。

愿膜也(ye)是一個可(ke)能造(zao)成低容(rong)(rong)的(de)(de)(de)影(ying)響因(yin)素,文武之(zhi)前(qian)在使用國內某廠單層PP低成本隔膜時(雖然(ran)我很恨你,但就(jiu)不(bu)(bu)點名了),發現手工卷繞的(de)(de)(de)電(dian)芯(xin)隔膜會在每層的(de)(de)(de)中間位(wei)置的(de)(de)(de)縱向產生打(da)皺(zhou),打(da)皺(zhou)的(de)(de)(de)地方負極嵌鋰不(bu)(bu)充分未成金黃(huang)色進而影(ying)響了電(dian)芯(xin)容(rong)(rong)量3%左右。雖然(ran)另外兩(liang)個型號使用半自動卷繞時隔膜打(da)的(de)(de)(de)程(cheng)度要輕很多且對(dui)容(rong)(rong)量的(de)(de)(de)影(ying)響也(ye)就(jiu)有1%,不(bu)(bu)過也(ye)不(bu)(bu)能成為(wei)停用該隔膜的(de)(de)(de)依據。

容(rong)(rong)量(liang)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)余(yu)量(liang)不(bu)(bu)足也(ye)會(hui)造成低(di)容(rong)(rong)。由于(yu)正(zheng)負(fu)極(ji)(ji)涂(tu)布、分容(rong)(rong)柜的(de)誤差及貼膠對容(rong)(rong)量(liang)的(de)影(ying)響,設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)時(shi)必須要(yao)(yao)留有(you)(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)容(rong)(rong)量(liang)余(yu)量(liang)。設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)容(rong)(rong)量(liang)余(yu)量(liang)時(shi),既可(ke)以(yi)在算(suan)出所有(you)(you)(you)制程(cheng)全部剛好為中線的(de)電(dian)(dian)(dian)芯(xin)容(rong)(rong)量(liang)后再(zai)留富余(yu),也(ye)可(ke)以(yi)按所有(you)(you)(you)影(ying)響容(rong)(rong)量(liang)的(de)因素全部按下(xia)(xia)限(xian)發(fa)(fa)生后再(zai)計(ji)(ji)算(suan)富余(yu)。對于(yu)新材料(liao)而(er)言,正(zheng)極(ji)(ji)在該(gai)體系下(xia)(xia)的(de)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)的(de)準(zhun)(zhun)確評估很重要(yao)(yao)。分容(rong)(rong)倍(bei)率、充(chong)電(dian)(dian)(dian)截止電(dian)(dian)(dian)流(liu)、充(chong)放電(dian)(dian)(dian)倍(bei)率、電(dian)(dian)(dian)解液(ye)的(de)種類(lei)等(deng),都會(hui)影(ying)響到正(zheng)極(ji)(ji)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)。如果特意為了達到目標容(rong)(rong)量(liang)而(er)將(jiang)正(zheng)極(ji)(ji)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)值(zhi)人(ren)為調(diao)高(gao),也(ye)等(deng)價于(yu)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)容(rong)(rong)量(liang)不(bu)(bu)足。電(dian)(dian)(dian)池的(de)界面一(yi)點問(wen)題也(ye)沒有(you)(you)(you)、整個(ge)制程(cheng)數據也(ye)沒有(you)(you)(you)問(wen)題,但是(shi)電(dian)(dian)(dian)池就是(shi)低(di)容(rong)(rong)。故新材料(liao)一(yi)定(ding)要(yao)(yao)注(zhu)意評估準(zhun)(zhun)確的(de)正(zheng)極(ji)(ji)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui),并非同一(yi)個(ge)正(zheng)極(ji)(ji)在與任何(he)負(fu)極(ji)(ji)、電(dian)(dian)(dian)解液(ye)相(xiang)配時(shi)都有(you)(you)(you)著一(yi)樣的(de)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)。負(fu)極(ji)(ji)過(guo)量(liang)也(ye)會(hui)在一(yi)定(ding)程(cheng)度上影(ying)響正(zheng)極(ji)(ji)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)、進而(er)影(ying)響電(dian)(dian)(dian)芯(xin)容(rong)(rong)量(liang)。負(fu)極(ji)(ji)過(guo)量(liang)并非“只要(yao)(yao)不(bu)(bu)祈鋰(li)”即(ji)可(ke)。在不(bu)(bu)析鋰(li)的(de)負(fu)極(ji)(ji)過(guo)量(liang)的(de)下(xia)(xia)限(xian)繼續提高(gao)負(fu)極(ji)(ji)過(guo)量(liang),正(zheng)極(ji)(ji)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)也(ye)會(hui)有(you)(you)(you)1%~2%左(zuo)右的(de)提升(不(bu)(bu)過(guo)原理想不(bu)(bu)太(tai)明白),當(dang)然即(ji)使提升了,單為了設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)容(rong)(rong)量(liang)輸出越(yue)大越(yue)好的(de)話,負(fu)極(ji)(ji)過(guo)量(liang)依舊是(shi)只要(yao)(yao)保證不(bu)(bu)析理即(ji)可(ke)。當(dang)負(fu)極(ji)(ji)過(guo)量(liang)太(tai)高(gao)的(de)時(shi)候,正(zheng)極(ji)(ji)克(ke)(ke)發(fa)(fa)揮(hui)又會(hui)降低(di),原因為化成時(shi)需要(yao)(yao)更(geng)多的(de)不(bu)(bu)可(ke)逆鋰(li),當(dang)然這種情況發(fa)(fa)生的(de)概率幾乎(hu)沒有(you)(you)(you)。

注液(ye)(ye)量(liang)較低(di)時(shi),相應的保液(ye)(ye)量(liang)也會降(jiang)低(di),當電芯的保液(ye)(ye)量(liang)偏少時(shi),則鋰離子在正負(fu)極嵌(qian)入脫嵌(qian)的效果就(jiu)會受到影(ying)響,從而引發低(di)容。雖然降(jiang)低(di)注液(ye)(ye)量(liang)后(hou)成本、制程都會有(you)更小的壓力(li),但必須以(yi)不影(ying)響電芯性能作為降(jiang)低(di)注液(ye)(ye)量(liang)的前提。

當然,降低注液量(例如文武曾經將一款型號的注液量降低至2.45g/Ah,結果死的很慘)只是會增加電芯由于保液量不足而引起低容的發生概率,而非必然結果。同時吸液越因難的型號,其多余的電解液應該更多一些才對,以保證電解液浸潤期間可以與極片更好的接觸。由于保液量受材料、電芯硬度要求等的影響較大,因此沒法給一個統一的標準而只能以實驗作為依據。電芯保液量不足時,正負極片會比較干,負極上面會產生薄薄的一層析鋰,此點可作為保液量不良造成的低容的一個因素。

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