
銅和鋁分別是負極和正極集流體較常用的材料。其中鋁箔無論是在空氣種還是在電解液中都比較*在表面形成氧化物膜,同時,集流體表面*腐蝕和局部腐蝕(如點蝕)以及粘附性差等原因都會使得電極反應阻力增大,電池內阻增加,導致容量損失和放電效率降低。為了減少這些原因造成的影響,從市場上購得的集流體較丨好進行預處理(酸-堿浸蝕、耐腐蝕包覆、導電包覆等),以提高耐腐蝕性與粘附性能。因為集流體表面粘附力太小,電極局部可能會與集流體分開,增加了較化作用,對容量有很大影響。銅集流體在使用過程中腐蝕生成一層絕緣腐蝕產物膜。致使電池內阻增大,循環過程中放電效率下降,造成容量損失。當過放電時,銅箔會發生如下反應:
Cu→Cu++e-所產生的Cu(I)
在充電時會以金屬銅的形式結晶沉積在負極表面上,形成銅枝晶,較易穿透隔膜造成短路甚至出現爆炸。特別注意的是在選擇負極較片時絕丨對不允許有掉料露銅的較片存在,否則在露銅處較片*生成枝晶損壞電池。防止銅集流體溶解較丨好是放電電壓應不低于2.5V。LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4+O2(g)]+yLiCoO2?y<0.4
同時正極材料在密封的鋰離子電池中分解產生的氧氣由于不存在再化合反應(如生成H2O)與電解液分解產生的可燃性氣體同時積累,后果將不堪設想。過充還會導 致電解液的氧化反應,其氧化速率跟正極材料表面積大小、集電體材料以及所添加的導電劑(炭黑等)有很大關系,同時,炭黑的種類及表面積大小也是影響電解液 氧化的一個重要因素,其表面積越大,溶劑更*在表面氧化。當壓**4.5V?時電解液就會氧化生成不溶物(如Li2Co3)和氣體,這些不溶物會堵塞在 電極的微孔里面阻礙鋰離子的遷移而造成循環過程中容量損失。1.過充電
所謂過充電就是**過規定的充電終止電壓(一般為4.2V)而繼續充電的過程。在過充的情況下會造成電池容量的衰減,主要有如下因素:①石墨負極的過充反應;②正極過充反應;③電解液在過充時氧化反應。電池在過充時,鋰離子*還原沉積在負極表面:Li++e→Li(s)
沉積的鋰包覆在負極表面,阻塞了鋰的嵌入。導致放電效率降低和容量損失,原因有:①可循環鋰量減少;②沉積的金屬鋰與溶劑或支持電解質反應形成Li2CO3,LiF?或其他產物;③金屬鋰通常形成于負極與隔膜之間,可能阻塞隔膜的孔隙增大電池內阻。快丨速充電,電流密度過大,負極嚴重較化,鋰的沉積會更加明顯。正極過充導致容量損失主要是由于電化學惰性物質(如Co3O4,Mn2O3?等)的產生,破壞了電極間的容量平衡,其容量損失是不可逆的。3、化成時過充短路:
1)化成時,正負極不明確反充而短路;
2)過壓時短路;
3)上柜時未裝好或內部電液少,充電時溫度過高而短路。
一、短路:
1、隔膜刺穿:
1)較片邊尾有毛刺,卷繞后刺穿隔膜短路(分切刀口有毛刺、裝配有誤);
2)較耳鉚接孔不平刺穿隔膜(鉚接機模具不平);
3)較耳包膠時未包住較耳鉚接孔和較片*(裁大片時裁刀口有毛刺);
4)卷繞時卷針劃破隔膜(卷針兩側有毛刺);
5)壓芯時氣壓壓力太大、太快壓破隔膜(氣壓壓力太大,較片邊角有銳角刺穿隔膜紙)。
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