磷酸鐵鋰電池中的水分從何而來(lái)，對(duì)鋰電池有何影響？

磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。磷酸鐵鋰的合成工藝已基本改進(jìn)，主要分為固相法和液相法，其中最常用的是高溫固相反應(yīng)法。無(wú)論什么樣的過(guò)程，我們都無(wú)法擺脫它——水分。

磷酸鐵鋰電池中的水分從何而來(lái)

正極:如果正極由納米材料制成，這種納米材料具有很強(qiáng)的吸水性，可以很容易地吸收周圍空氣中的水分。

負(fù)極:與正極相比，負(fù)極片的吸水率較低。當(dāng)然，在沒(méi)有濕度控制的環(huán)境中，它從周圍空氣中吸收的水分是相當(dāng)樂(lè)觀的。

隔膜紙:隔膜紙也是一種多孔塑料薄膜，吸水性很強(qiáng)。

電解質(zhì):電解質(zhì)是一種非常怕水并且容易吸水的物質(zhì)。它會(huì)和水起反應(yīng)。如果有足夠的水，電解液將與它反應(yīng)，直到它被消耗掉。

其他金屬部件:金屬部件對(duì)濕氣的吸收有限，但它們害怕濕氣，因?yàn)闈駳獾拇嬖跁?huì)導(dǎo)致它們生銹或腐蝕。

水分對(duì)磷酸鐵鋰電池的好處

如果有機(jī)電解液中含有微量的水和游離酸，它將與電解液中的鋰鹽反應(yīng)生成氟化物并沉積在負(fù)極表面。這種沉積物的存在將對(duì)SEI膜的形成起到重要作用。SEI膜是由鋰離子、溶劑、微量水、氟化氫等在石墨表面形成的鈍化膜。

SEI膜不溶于有機(jī)溶劑，在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能夠穩(wěn)定存在，溶劑分子不能通過(guò)鈍化膜，有效防止溶劑分子共包埋，避免了溶劑分子共包埋對(duì)電極材料的損傷，從而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。然而，SEI膜的形成消耗了一些鋰離子，這增加了首次充放電的不可逆容量，并降低了電極材料的充放電效率。

水分對(duì)磷酸鐵鋰電池的壞處

微量水分有利于SEI膜的形成，但水分含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致一系列問(wèn)題。

如果含水量過(guò)高，電解液會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生有害氣體，對(duì)注液室的環(huán)境造成不良影響；這也會(huì)影響電解液本身的質(zhì)量，使磷酸鐵鋰電池的性能變差；它還會(huì)使電池鉚釘生銹；產(chǎn)生的有害氣體還會(huì)增加電池的內(nèi)部壓力和厚度。當(dāng)內(nèi)部壓力過(guò)高時(shí)，電池有爆炸的危險(xiǎn)。

當(dāng)水分含量超過(guò)SEI膜形成所需的含量時(shí)，會(huì)在SEI膜表面形成POF3和LiF沉淀，這將導(dǎo)致內(nèi)阻增加和電池性能下降。水分含量過(guò)高也會(huì)導(dǎo)致SEI膜的局部非密度和非均勻性，因此容量衰減會(huì)增加。

如何控制磷酸鐵鋰電池中的水分

控制環(huán)境濕度

條件允許時(shí)，盡量減少環(huán)境濕度。特別是在液體注入環(huán)境中，電解液對(duì)水分非常敏感，最容易受到水分的影響。因此，在注射后和密封前密封注射孔是非常重要的。

對(duì)電池材料進(jìn)行干燥處理

烘烤可以去除電池材料本身或吸收的水分，但這種方法也非常困難，因此在烘烤過(guò)程中必須嚴(yán)格控制溫度、真空度和烘烤時(shí)間。一個(gè)小錯(cuò)誤將嚴(yán)重影響電池性能。

生產(chǎn)制造過(guò)程水分控制

盡量減少磷酸鐵鋰電池材料在空氣中的暴露時(shí)間可以減少大量的水分，因此有必要嚴(yán)格控制生產(chǎn)車間的操作流程。

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