锂电池自放电影响因素及控制要点分析
来源：宝鄂实业
2019-11-14 06:40
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一、原材料金属杂质
1、金属杂质的影响机理
电池中：金属杂质发生化学和电化学腐蚀反应，溶解到电解液：M → Mn+ + ne-；此后，Mn+迁移到负极，并发生金属沉积：Mn+ + ne-→ M；随着时间的增加，金属枝晶在不断生长，最后穿透隔膜，导致正负极的微短路，不断消耗电量，导致电压降低。
注：以上只是最常见的形式，还可能有很多其他的影响机理。
2、不同种类金属屑影响程度
（1）正极浆料中添加不同种类金属屑
可定性的对影响程度排序：Cu>Zn>Fe>Fe2O3
注：原则上，只要是金属杂质（如以上未列出的还有FeS\FeP2O7…)，都会对自放电产生较大影响，影响程度一般是金属单质最强。
金属屑电池的隔膜黑点形貌深（穿透到另一面）、数量多:
隔膜黑点的金属元素成分与添加的金属种类相吻合，说明隔膜黑点上的金属元素确实来源于金属杂质:
（2）负极浆料中添加不同种类金属屑
负极浆料中金属杂质的影响不及正极浆料中的金属杂质；其中，Cu、Zn 对自放电有显著影响；Fe、氧化铁未观察到显著影响。
3、金属杂质关键控制
（1）建立磁性金属杂质的测试方法
①用电子称称量粉末后，投入到聚四氟乙烯球磨罐中
②将已准备好的磁铁投入粉末，放超纯水
③球磨机以200±5rpm的速度搅拌30±10分钟
④搅拌完毕后，取出内部的磁铁（避免用手或其他器具直接接触
⑤磁铁表面吸的正极活性物质，用超纯水来洗净后，利用超声波来洗净 15±3秒钟。
⑥ ⑤项的手法反复进行多次——磷酸铁锂：20遍；其它物料：5-8遍
⑦洗净好的磁铁转移到100ml烧杯里。(防止异物的混入)
⑧在烧杯里，倒稀王水(盐酸:硝酸=3:1)6ml后，再加入磁铁沉浸程度的超纯水。然后加热20分钟左右
⑨将加热好的溶液转移到100ml容量瓶里，至少润洗3次，并把润洗液也转移到容量瓶中，最后用超纯水定容
⑩准备好的溶液，送AAS进行定量分析铁，铬，铜，锌，镍，钴的含量（磷酸铁锂再加测一个锂元素）。测量原材料的磁性金属杂质含量：
磷酸铁锂：
杂质成分包含Fe、Cr、Ni、Al、P等，杂质金属应该为不锈钢。
KS6：
磁性金属杂质主要成分是Al，还有少量Mg。
（2）对金属杂质含量过高的原材料进行除铁
（3）原材料除铁对自放电的改善
二、制程粉尘金属屑
1、制程中粉尘金属屑的潜在来源
2、采取措施减少和消除粉尘金属屑
3、实例
使用自动卷绕机后，极片掉料显著改善：
使用自动卷绕机后，极芯短路率显著降低：
