影響鋰電池性能的因素有很多,如材料種類、正負(fù)極壓實(shí)密度、水分、涂布面密度及電解液用量等。其中,水分是鋰離子電池生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制的關(guān)鍵因素,對產(chǎn)品性能有重要的影響。下面具體介紹下水分對鋰電池性能影響。
一、水分過量
在三元電池制作過程中,正極漿料的制備一般會選用油系分散體系,采用PVDF作為粘結(jié)劑,NMP作為溶劑。PVDF如果遇到過量的水分會生成膠狀的物質(zhì),導(dǎo)致漿料的流動性和流平性較差,不利于漿料的涂布。所以,在漿料制備時,必須注意原材料的水分含量、工作環(huán)境以及人員操作過程中水分的引入。除了對鋰電池漿料制備有巨大的影響外,水分過量會引起電解液的分解。
二、痕量水分
雖說水分過量,對鋰電池的性能造成很大的影響,但是水分不夠也有一定的弊端。眾所周知,固體電解質(zhì)接口(SEI膜)是一層選擇性透過膜,能使鋰離子自由透過,而分子不能透過。電解液的組成和痕量的添加劑對SEI膜形成的電位、致密程度、電池不可逆容量損失、電池內(nèi)阻等有顯著的影響。而水作為電解液中一種痕量組分,對鋰離子電池SEI膜的形成和電池性能有一定的影響。
三、水分對鋰電池性能影響
在不同的材料體系中,水分對鋰電池的首次充放電容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命、電池體積均有一定影響。
1.對首次充放電容量影響:水分與鋰電池中SEI膜的形成有關(guān),則會影響鋰電池的首次不可逆容量損失。
2.對內(nèi)阻影響:在電解液溶劑體系中,痕量的水能夠形成以Li2CO3為主、穩(wěn)定性好、均勻致密的SEI膜,其內(nèi)阻較小。當(dāng)水分含量多于體系形成SEI膜的所需含量時,膜表面會生成POF3和LiF沉淀,導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加。
3、對電池容量衰減影響:水含量影響到SEI膜的性質(zhì),如均勻性和致密程度等,當(dāng)SEI膜均勻致密時,電解液溶劑不易嵌入到負(fù)極中,占據(jù)Li+嵌入空位,因此容量衰減很少。
4、對電池厚度影響:正常,隨著水分含量的增加,電池的厚度也會變大。