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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂电池用锂材料量锂离子电池重要知识点总结电解液目前存在的突出问题:与正负极的相容性。随电压升高，电解质溶液分解产生气体，使内压增大，导致对电池空难性的破坏以及升高电池工作温度时溶剂的抗氧化能力较低。电解质的好坏直接关系到电池的容量、使用寿命等性能。合适的电解质盐必须具备下述条件：溶液的离子电导率高；化学稳定性好，即不与溶剂、电极材料发生反应，热稳定性好；电化学稳定性好，具有较宽的电化学窗口；使锂在正反极材料中的嵌入量高和可逆性好。冠醚和穴状化合物能与锂离子形成包覆式螯合物，能够提高锂
2、盐在有机溶剂中的溶解度，实现阴阳离子对的有效分离和锂离子和溶剂的分离，提高电解液的电导率基片涂布工艺流程基片涂布的一般工艺流程：放卷接片拉片张力控制自动纠偏涂布干燥自动纠偏张力控制自动纠偏收卷涂布基片(金属箔)由放卷装置放出供入涂布机。基片的首尾在接片台连接成连续带后由拉片装置送入张力调整装置和自动纠偏装置，经过调整片路张力和片路位置后进入涂布装置。极片浆料在涂布装置按预定涂布量和空白长度分段进行涂布。在双面涂布时，自动跟踪正面涂布和空白长度进行涂布。涂布后的湿极片送入干燥道进行干燥，干燥温度根据涂布速度和涂布厚度设定。干燥后的极片经张力调整和自动纠偏后进行收卷，供下一步工序进行加工。石墨的大
3、电流充放电性能差主要原因:一是锂离子在石墨中及在石墨表面形成的SEI膜中扩散慢；二是石墨具有较高的择优取向性“由于锂离子只能从垂直于石墨晶体R轴的端面插入!当石墨的取向平行于集流体时!锂离子的迁移路程长使扩散变慢!反之若垂直于集流体!则锂离子的插脱路径变短!扩散加快”提高可逆容量方法：一方面要尽量降低不可逆容量,另一方面要设法提高嵌锂容量。不可逆容量损失主要发生在首次充放电SEI膜形成时,这就要求尽量使生成SEI膜的溶剂或电解质盐的还原分解反应能缓慢均匀地进行,从而生成薄而均匀,致密牢固的钝化膜,它对电子及溶剂化的锂离子绝缘,而对裸锂离子导通。另外有资料表明,初次循环的不可逆容量越低,石墨类阳
4、极的安全性就越高。电极材料的固相中锂离子扩散系数是决定电池极化内阻和电池大电流充放电的关键因素,而锂离子在正极材料中的插脱主要是离子键的复合与断裂容易实现,所以锂离子在负极材料中的扩散是主要影响因素。锂离子电池隔膜是一种多孔的薄膜，阻隔正负极防止电池内部短路，但允许离子流快速通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输影响锂离子电池循环性能的几个因素循环性能对锂离子电池的重要程度无需赘言；就宏观来讲，更长的循环寿命意味着更少的资源消耗。因而，影响锂离子电池循环性能的因素，是不得不考虑的问题。以下列举几个可能影响到电池循环性能因素，供参考。材料种类：材料的选择是影响锂离子电池性
5、能的第一要素。选择了循环性能较差的材料，工艺再合理、制成再完善，电芯的循环也必然无法保证；选择了较好的材料，即使后续制成有些许问题，循环性能也可能不会差的过于离谱。从材料角度来看，一个全电池的循环性能，是由正极与电解液匹配后的循环性能、负极与电解液匹配后的循环性能这两者中，较差的一者来决定的。材料的循环性能较差，一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快从而无法继续完成嵌锂脱锂，一方面可能是由于活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜造成活性物质与电解液过早发生副反应而使电解液过快消耗进而影响循环。正负极压实：正负极压实过高，虽然可以提高电芯的能量密度，但是也会一定程度上降低材料的循环性能
6、。从理论来分析，压实越大，相当于对材料的结构破坏越大，而材料的结构是保证锂离子电池可以循环使用的基础；此外，正负极压实较高的电芯难以保证较高的保液量，而保液量是电芯完成正常循环或更多次的循环的基础。水分：过多的水分会与正负极活性物质发生副反应、破坏其结构进而影响循环，同时水分过多也不利于SEI膜的形成。但在痕量的水分难以除去的同时，痕量的水也可以一定程度上保证电芯的性能。涂布膜密度：单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的任务。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同材料的电芯而言，降低膜密度相当于增加一层或多层卷绕或叠片层数，对应增加的隔膜可
7、以吸收更多的电解液以保证循环。考虑到更薄的膜密度可以增加电芯的倍率性能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些，当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制，活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压造成负面影响，更多的层数意味着更多的箔材和隔膜，进而意味着更高的成本和更低的能量密度。负极过量：负极过量的原因除了需要考虑首次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外，对循环性能的影响也是一个考量。对于钴酸锂加石墨体系而言，负极石墨成为循环过程中的“短板”一方较为常见。若负极过量不充足，电芯可能在循环前并不析锂，但是循环几百次后正极结构变化甚微但是负极结构被破坏严重而无法完全接收正极提供的锂离子从而析锂，造成容量过
8、早下降。电解液量：电解液量不足对循环产生影响主要有三个原因，一是注液量不足;二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分;三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕。注液量不足和保液量不足电解液缺失对电芯性能的影响。对第三点，正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI的形成，而肉眼可见的表现，既为循环过程中电解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液，另一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。不论是对循环成百甚至上千次的电芯还是对于几十次既跳水的电芯，若循
9、环前电解液充足而循环后电解液已经消耗完毕，则增加电解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循环性能。测试的客观条件：测试过程中的充放电倍率、截止电压、充电截止电流、测试中的过充过放、测试房温度、测试过程中的突然中断、测试点与电芯的接触内阻等外界因素，都会或多或少影响循环性能测试结果。不同的材料对上述客观因素的敏感程度各不相同。总结：如同木桶原则一样，诸多的影响电芯循环性能的因素当中，最终的决定性因素，是诸多因素中的最短板。同时，这些影响因素之间，也都有着交互影响。在同样的材料和制成能力下，越高的循环，往往意味着越低的能量密度，找到刚好满足客户需求的结合点，尽量保证电芯制成的一致性，方是最重要的任
10、务所在。实际应用中材料的比表面积大小的影响比表面积是指单位质量物质的总表面积,即每克物质总表面积,单位为m2/g。比表面积是粉体材料.特别是超细粉和纳米粉体材料的重要特征之一，粉体的颗粒越细，其比表面积越大，其表面效应,如表面活性、表面吸附能力、催化能力等越强。比表面的测量利用BET原理,采用氮气吸脱附方法测得。只是一个参考值。表面积大了，锂离子迁移量就能容纳更多，电解液和负极界面接触的机会越多，界面反应活性高，发生副反应的可能性也变大，同时大的表面积也意味着会形成更多的SEI膜，电池内阻大，阻碍大倍率充放电。电池的电性能就会随之下降。比表越大倍率性能就越好，但加工性能和容量就越差。表面积大有
11、助吸液，当然也易吸水，还要看你设计，还是那句适合的就是好的正极材料的PH值怎么测？有的是1:10的比例测量，有的是1：9的比例测量的，不过根据测量中总是有误差，所以这两种测量的结果相差不大。称取试样，放入100ml烧杯中，加入50ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌5分钟，静置30min，待测。锂电池在涂布烘烤后为什么需要辊压？如何来判断辊压效果？主要的目的就是提高单位体积容量。材料有一个参数叫做压实密度，钴酸锂左右，锰酸锂左右，三元材料左右，也就是说同样的体积下可以容纳更多的活性物质材料，从而提高容量。材料压好了，表面更加的光滑，减少掉粉，高内阻。振实密度与材料的粒径，比表面积有关。粒径小，比表面积大，
12、振实密度就小；反之粒径大，比表面积小，振实密度就大。在实验室进行磷酸铁锂正极材料测试时，为了得到较高的克容量，会在涂膜时尽量涂薄一点，而锂电池的正负极材料在与电解液接触时，会生成SEI膜，SEI膜对保护电极免受电解液的侵蚀有用，但在形成过程中要消耗Li离子，这也就减少了有效的活性物质，请问，怎么解决这个问题，即能保证涂膜的厚度很薄，又能保证SEI膜形成时消耗的Li离子不至于影响它的克容量？如果是测材料可容量，何必用石墨负极了，用半电池就行了。就是负极用锂片做负极，一般是做出纽扣电池进行测试。材料全电池测试，是看综合性能，根据产品特点来设计面密度。浅谈游离锂离子含量对于三元材料的影响随着三元材料
13、使用的广度和深度的不断扩大，无论是电池厂家还是材料厂家，越来越重视游离锂离子含量这一指标，引起重视的原因主要由两个：1.镍含量越高的三元中游离锂离子的含量一般也越高，无论是从能量密度角度出发还是从降低成本的角度出发，游离锂离子含量控制也被搬上台面。2.随着电池厂家在三元材料使用中遇到的诸如电极加工性能，高温性能甚至安全性能的要求越来越高，且越来越多的研究表明这些问题都直接或者间接的受到游离锂离子含量的影响，寻求游离锂离子含量尽可能低的三元材料则成为一些前沿电池厂家从正极材料角度解决三元一系列问题的手段。游离锂离子在这里是指三元材料表面的锂的氧化物，氢氧化物以及碳酸盐类等，首先来了解游离锂离子对
14、于电池的危害：1.电极加工性能。由于这些锂的化合物为碱性，游离锂离子含量升高，会使材料PH值升高，影响电极加工性能，如果电池厂车间水分含量控制能力不强，或者没有注意对于材料的烘烤，很容易使浆液粘稠甚至出现凝胶状。2.高温性能。有一个客户做过验证，如果游离锂离子含量过高，在高温，尤其是85储存这个条件下产气量会比较严重，虽然产气量和正极与电解液的匹配关系很大，但是从正极材料角度来看，降低游离锂离子含量会对于软包85,4小时电池厚度变化率这一指标有很大的改善。3.安全性能。由于容量稍大的动力软包电池一般都不会选用镍含量较高的三元，所以对于游离锂离子含量对于电池安全性影响的数据反馈目前还没有，但是游
15、离锂离子含量如果过高，本身就说明材料的合成过程中结构的完整性可能控制的不是很好，肯定会对后续的电化学性能产生影响，安全性应该也是其中之一，至于究竟会有怎样的影响，或者影响的机理是什么，随着今后市场方面的进展，可能会有更多的了解。既然游离锂离子含量对于三元材料的使用有如上方面的影响，如何控制游离锂离子含量无疑是很多厂家更加关心的问题。目前国内某高端客户对于三元材料中游离锂离子含量的要求为300ppm以内，而目前国内一般的523三元的这一指标都在1000ppm以上。镍含量较低的111三元来说，很多厂家都能做到，但是对于523三元来说控制难度还是很大，如果更高镍含量的三元的话，应该很难做到。一般通过以下方法降低游离锂离子含量：1.锂含量的控制。虽然可通过降低锂含量来降低锂杂质含量，但如果锂含量过低，会使材料的充放电容量和结构稳定性方面受到影响。此外，锂含量与锂杂质含量并不是严格的正相关关系，在对应的工艺下，找到最适合的锂含量，可以更好的平衡游离锂离子含量和电化学性能。2.烧结工艺的控制。好的烧结工艺可以降低游离锂离子含量，此外前驱体形貌的控制和烧结的温度等，都会影响游离锂离子含量。3.水洗工艺。现在很多厂家都有对于三元材料水洗工艺的专利，而水洗的目的就是为了减少游离锂离子含量，降低PH值。但是很多高端客户并不接受经过水洗的三元材料，主要是因为水洗工艺除了会进一步提高材料的成本
