关于聚合物锂电池的生产流程及注意事项详解

来源：宝鄂实业 2019-06-27 10:21 点击量：次

　　在聚合物锂离子电池的生产过程中，以下一些因素必须予以注意。生产出的聚合物锂离子电池经过包装后，进行化成。化成的条件比较关键，因为它涉及SEI膜的形成，以防止负极自发与电解液发生反应；同时，也可以使活性物质与电解质之间有良好的接触。一般而言，每一个生产厂家有自己的化成条件。

　　聚合物锂离子电池/原材料

　　1对于负极而言，除了使用溶于有机溶剂的聚合物作为黏合剂外，也可以使用溶于水溶液的聚合物作为黏合剂。一种可溶于水的黏合剂聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵)(AMAC)的结构示意图。它与聚偏氟乙烯相比，具有一定的优越性，有利于在负极表面形成导电性更高的SEI膜，有机电解液的渗透性更好。

　　2导电剂的分散尽管不是重要方面，但也不可忽视。前面已经讲述了导电剂的分散情况对于负极材料的影响，对于正极材料而言也起同样作用，影响正极容量的发挥和电池的倍率性能。例如对于LiMn2O4而言，采用新型的工艺比传统的工艺更能保证导电剂分散均匀，极化低，容量高，倍率性能好。不同工艺制备的LiMn2O4正极极片的容量与放电倍率的关系。

　　3正极和负极的比例对于不同的原材料而言也是不一样的。例如，对于天然石墨//LiFePO4而言，后者的容量应该等于天然石墨的容量与SEI膜形成所需要的电荷之和。另外，电极的厚度根据不同的材料，也有不同要求。

　　4目前商品用的聚合物锂离子电池基本上还是使用LiFP6的碳酸酯溶液作为增塑剂，在较高的温度(80~100℃)下，在微量水分或醇的引发下发生分解，并产生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。该热分解在路易斯酸或锂和金属的复合氧化物的作用下受到抑制。

　　5在聚合物锂离子电池的化成和循环过程中，也会发生气胀等现象。对于以氧化钴锂为正极的情况，气胀的现象主要发生在4V以下，这是电解液被还原所致。当然，处于充电状态时，正极处于高价态，也会产生气体。氧化钴锂的气胀现象要明显低于LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。后者在32V以上就开始发生气胀。因此，对于特定的用户而言，必须避免气胀的产生。在选择材料时这是一个主要指标。

　　注意事项

　　在化成过程中，电解液的组成对于电池的气胀具有明显影响。例如，在PVDF不同正极材料组装成的锂离子电池在不同充电状态下在90℃储存4h的膨胀情况基凝胶电解质中，采用1mol/LLiClO4的EC/PC电解液，约60％的电极表面存在气相，导致负极活性粒子之间的分离和结构的破坏；而1mol/LLiBF4的EC/愣∧邗サ缃庖海蛑挥猩倭科逶黾樱?3％。因此，化成以后的搁置时间与电解液的组分有关。有关化成的一些具体说明。化成后，将短路的电池挑出来，然后储存一段时间，再进行测量，如果电压衰减快，说明电池本身也是短路的，必须作为废品处理，严防流入市场，产生安全问题。经过这些步骤后，买家进行验货，然后装箱出厂。

　　1记忆效应镍氢充电电池上常见的现象。具体表现就是：如果长期不充满电就开始使用电池的话，电池的电量就会明显下降，就算以后想充满也充不满了。所以保养镍氢电池的重要方式就是：电必须用完了才能开始充电，充满了电了才允许投入使用。现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽略不计的。

　　2完全充电，完全放电是针对锂电池来说的。

　　完全放电就是指把用电智能设备，如手机，调整到最低功率状态耗去电量直到手机自动关机的过程。

　　完全充电就是指把完全放电的用电智能设备，如手机，接到充电器上直到手机上提示“充满”的过程。

　　3过度放电是针对锂电池来说的。

　　完全放电后锂电池内部还会留有少量电量，但这部分电量对于锂电池的活性和寿命至关重要。

　　过度放电：完全放电后，如果继续采用其它方式，如：强行再次开启手机、电池接小灯泡耗费残留电量的话，这叫过度放电，会对锂电池造成不可逆转的伤害。

　　4保护芯片锂电池对充放电时对接入的电流电压有极为严格的要求，为了保护电池不因为外界电环境失常而损坏，电池本体内部会设置管理电池状态的芯片。这个芯片同时还有记录电池容量，校正电池容量的功能。现在，就算是山寨手机电池也是不会节省这个关键的保护芯片的，不然山寨手机电池根本不可能用很久。

　　5过冲过放保护电路用电智能设备内置的全面管理电池的芯片及电路。

　　比如手机上，就有这样的电路，大概功能如下：

　　6充电时，提供最合适的电压电流给电池。在合适的时机停止充电。

　　7充电时，时刻检查电池残留电量，在合适的时机命令手机关机，防止过度放电。