锂电池老化制度对电池性能有什么影响?

电池老化制度对电池性能有什么影响?
对于不同的电池体系,三元正极/石墨负极锂电池、磷酸铁锂正极/石墨负极锂电池抑或是钛酸锂负极电池,需要根据材料特性及锂电池特性进行针对性试验。
锂电池的生产工艺可以分为前道极片制造、中道电芯封装、后道电池活化三个阶段,电池活化阶段的目的是让电池中的活物质和电解液经过充分活化以达到电化学性能稳定。活化阶段包括预充电、化成、老化、定容等阶段。预充电和化成的目的是为了让正负极材料进行最初几次的充放电来激活材料,使材料处于最佳的使用状态。老化的目的主要有几个:一是让电解液的浸润更加良好,有利于电池性能的稳定;二是正负极材料中的活性物质经过老化后,可以促使一些副作用的加快进行,例如产气、电解液分解等,让锂电池的电化学性能快速达到稳定;三是通过老化一段时间后进行锂电池一致性筛选。化成之后电芯的电压不稳定,其测量值会偏离实际值,老化后的电芯电压、内阻更为稳定,便于筛选一致性高的电池。
老化制度对锂电池性能的影响因素主要有两个,即老化温度和老化时间。除此之外,还有老化时电池处于封口还是开口的状态也比较重要。对于开口化成来说,如果厂房可以控制好湿度可以老化后再封口。如果采用高温老化,封口后老化比较好。对于不同的电池体系,三元正极/
石墨负极锂电池、磷酸铁锂正极/石墨负极锂电池抑或是钛酸锂负极电池,需要根据材料特性及锂电池特性进行针对性试验。在试验设计中,可以通过锂电池的容量差别、内阻差别、压降特点来确定最佳的老化制度。
一、三元或磷酸铁锂正极/石墨负极锂电池
对于三元作为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池来说,锂离子电池的预充化成阶段会在石墨负极的表面形成一层固态电解质膜(SEI),此种膜的形成电位约在0.8V左右,SEI允许离子穿透而不允许电子通过,由此在形成一定厚度后会抑制电解液的进一步分解,可以起到防止电解液分解引起的电池性能下降。但是化成后形成的SEI膜结构紧密且孔隙小,将电池再进行老化,将有助于SEI结构重组,形成宽松多孔的膜,以此提高锂电池的性能。三元/石墨锂电池的老化一般选择常温老化7-28天时间,但是也有的厂采用高温老化制度,老化时间为1-3天,所谓的高温一般是38-50℃之间。高温老化只是为了缩短整个生产周期,其目的和常温老化一样,都是让正负极、隔膜、电解液等充分进行化学反应达到平衡,让锂电池达到更稳定的状态。

本文发布于:2024-09-25 20:30:48,感谢您对本站的认可!

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