锂电池化成后为什么要静置

问题描述

精选答案

一个原因是为了让电解液充分得浸润,另外一个是是正负极活物质中的某些活跃成分通过一定的反应失活,使得电池整体性能表现更为稳定,很多公司为了使得这个进程加快,采取高温老化,但是高温老化需要注意控制时间和温度,因为高温老化会比常温老化对活物质产生更多的劣化作用,控制得好,活跃成分完全反应,电池特性表现稳定,控制不好,反应过度,那么电学性能下降,容量的降低,IR的增高,甚至发生漏液等状况都是很有可能的

高温老化后的电池性能更稳定,绝大多数锂离子电池厂家生产过程中都取高温老化操作方式,温度45~50摄氏度老化1~3天,然后常温搁置。高温老化后电池潜在的不良现象会暴露出来:比如电压变化,厚度变化、内阻变化都是直接考验这批电池的安全和电化性能综合指标。

如今,绝大部分电池公司都采用劣质低端的国产隔膜进行量产,高温老化也是成为电池内部结构安全性能检验的潜规则。

首先,我们要明白化成的目的:1. 是电池中的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。

2. 使电极主要是负极形成有效的钝化膜,即SEI膜。这里的负极表面的钝化膜在锂离子电池的电化学反应中,对于电池的稳定性扮演着非常重要的作用。

SEI膜的形成是一个在充电过程中的化学反应,在电压达到一定时,在负极表面或发生一系列的物理化学变化(电解的分解;石墨表层的缩胀等)。这种膜主要有烷基脂锂、碳酸锂等组成,它具有多层的结构,靠近电解液的一端是致密的,该膜在电极和电解中间充当中间相,具有固体电解质的性质,只允许锂离子自由通过。而电子是绝缘的。

以上是铺垫。

我们一般根据这种机理,越来越多的公司化成阶段已不存在放电过程,只是阶梯式的充电:即先小电流恒充,接着逐渐增大电流。

关键问题是,SEI膜是一些化学性质不稳定的有机盐组成,这些盐之间的结合大部分是通过范德华力和一些极弱的氢键相结合的。在SEI膜刚刚形成雏形时,如果急于放电测试,那么这层钝化膜会被破坏。在化成结束后,电池往往是半充电状态。这样在如此电压下,SEI膜的各个组分间会继续自己的“巩固过程”。一些低劣的化学物质会离开,优良分子间会更加成型。而这个巩固过程是非常缓慢的,是需要一定时间的。那么究竟多长呢 通过我们研究发现对于CRF18650(1.4Ah),在化成过后,常温搁置两天(48h)可以不再变化。由于材料,配方的不同,所要搁置的时间也是不一样的。

至于化成后在40度搁置,但从电化学动力学角度来分析,其化学反应速度是常温的几倍甚至几十倍,但在钝化膜雏形形成后,我们不再期望有比较剧烈和快速的变化。如此一来,会适得其反。

另外,SEI膜形成过程中会产生一些气体,这些气体在其表层缓慢溢出形成均一气相也是需要时间的。

总之,这个常温搁置是必要的,具体时间要具体材料和工艺合理选择。

其他回答

消防与法

电池进行化成后，要静置的目的是使电池内部极片与电解液充分接触，使极片完全浸润，这样在电池化成过程中，极片表面能形成完整的SEI膜，后期电池才会发挥出良好的电性能，电池组中单体电池的一致性也会变好。希望我我说的这个答案对你有帮助