锂电池,广泛应用于以手机为代表的各类消费电子、移动电源、新能源汽车等,它以能量密度高、寿命长、体积小、重量轻等优点,被人们寄予厚望,也因其化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。
水作为电解液中一种痕量组分,对锂离子电池SEI膜(固体电解质界面(膜))的形成和电池性能有一定的影响。主要表现为电池容量变小,放电时间变短,内阻增大,循环容量衰减,电池膨胀等现象,因此,在锂离子电池的制作过程中,必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。
如果锂电池生产环境的湿度大,锂电池的湿度就会大,充电后水分会分解,锂电池内压就大,同时在注电解液的过程中,电解液中含有LiPF6,遇到水分时会产生氟化氢形成气体,造成鼓壳、影响厚度、SEI膜形成不完整导致的容量衰减等问题。
锂电池内部是一个较为复杂的化学体系,这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关。而水分的失控或粗化控制导致电池中水分的超标存在,不但能导致电解质锂盐的分解,而且对正负极材料的成膜和稳定性产生恶劣影响,导致锂电池的电化学特性,诸如容量、内阻、产品特性都会产生较为明显的恶化。
锂电池注液的时候必须要在小于1%湿度的环境下,并且注液后赶快封口阻止电池内部和空气接触。如果水分过高,电解液和水分反应生成微量有害气体,对注液环境有不良影响;这也会影响电解液本身的质量,使得锂电池性能不良,还会使锂电池柳钉生锈。
当锂电池内部的水分多的时候,锂电池内部的电解液和水反应,其产物将是气体和氢氟酸,氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸,它可以使锂电池内部的金属零件腐蚀,进而使电源最终漏液。如果锂电池漏液,锂电池的性能将急速下降,而且电解液还会对使用者的机器进行腐蚀,终而引起更加危险的失效。
过多的水分进入到锂电池里会对锂电池的使用性能造成严重的影响,甚至引发爆炸;因此锂电池需要严格“避开”空气中的水分。锂电池生产环境的有效控制,尤其是湿度的控制对锂电池生产安全和质量的提升有着重要的作用。通常情况下,锂电池生产车间环境湿度越大,锂电池材料越容易吸收空气中的水分;反之,环境湿度控制越好,锂电池材料吸收空气中的水分的能力越有限。
1.做好仓储环境温度湿度管理:电池、电芯仓库温度应控制在20±5℃范围内,相对湿度不大于75%。可以通过使用除湿机控制仓储环境的温湿度,也可以使用仓库型干燥剂控制环境湿度。
2.在包装外箱搭配使用干燥剂:可以搭配使用性能相对稳定的硅胶干燥剂,化学性质稳定,不燃烧,硅胶干燥剂具有开放的多孔结构,吸附性强,能吸附多种物质。把干燥剂与电池一起存放在密封的环境(比如密封性好的塑料袋)是最好的除湿选择。
3.注意保持仓库清洁干燥、通风良好,且不得存放其他物品。
4.电池、电芯应摆放整齐,不得堆放过高,且存放设施应使用不燃烧材料制作,并采取防静电措施。