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电池知识

锂离子电池的 “化成” 概念该如何理解?锂电池的化成主要作用是什么?

来源:宝鄂实业    2019-05-14 20:39    点击量:
         锂离子电池的化成,就是对制造出来的锂离子电池进行第一次小电流的充电,它的目的在于在负极表面形成一层钝化层,即固体电解质界面膜(SEI膜)。补充一下工业界的情况。所有电池都有个预化成过程。原因是刚装配完的钢壳电池直接静置会导致钢壳内部锈蚀,而铝壳与软包电池需要预化成排气后再封口,否则会产生严重的胀气问题。还有,化成容量是筛选合格电池的重要指标。

          锂电池的化成主要有两个方面的作用:一是使电池中活性物质借助于第一次充电转化成具有正常电化学作用的物质;二是使电极主要是负极形成有效的钝化膜或SEI膜,为了使负极碳材料表面形成均匀的SEI膜,通常采用阶梯式充放电的方法,在不同的阶段,充放电电流不同,搁置的时间也不同,应根据所用的材料和工艺路线具体掌握,通常化成时间控制在24h左右。负极表面的钝化膜在锂电池的电化学反应中,对于电池的稳定性扮演着重要的角色。因此电池制造商除将材料及制造过程列为机密外,化成条件也被列为各公司制造电池的重要机密。电池化成期间,最初的几次充放电会因为电池的不可逆反应使得电池的放电容量在初期会有减少。待电池电化学状态稳定后,电池容量即趋稳定。因此,有些化成程序包含多次充放电循环以达到稳定电池的目的。这就要求电池检测设备可提供多个工步设置和循环设置。以BS9088设备为例,可设置64个工步参数,并最多可设置256个循环且循环方式不限;可以先进行小电流充放循环,然后再进行大电流充放循环,反之亦可
 
        化成,是在电极固体相界面,与电解液液相界面,两相相面之间,形成一个固体质界面(SEI膜),电解液中有有机物,锂离子会与之形成溶剂化大分子,若没有这个SEI膜,锂离子形成的溶剂化大分子,这个大分子比锂离子外形大,会嵌入碳负极层中,频繁嵌入或脱出,很容易导致碳层塌陷,电池容量降低。而SEI膜的形成,可阻止大分子的进入,只让锂离子进入或让溶剂化大分子中的锂离子分离出来,嵌入碳分层中。