鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1297次 | 2020年11月20日
檢測(cè)鋰離子電池電解液注液量"略少"的方法有什么?
檢測(cè)鋰離子電池電解液注液量"略少"的方法有什么?鋰離子電池的性能與電解液有著密切的關(guān)系,電解液的量對(duì)電池的電化學(xué)和安全等性能有較大的影響。合適的電解液注液量不僅有利于提升能量密度和降低成本,關(guān)于提升鋰離子電池的循環(huán)壽命同樣有重要的用途。
檢測(cè)鋰離子電池電解液注液量"略少"的方法有什么?
由于電解液在鋰離子電池工作的過(guò)程中會(huì)持續(xù)的在正負(fù)極發(fā)生氧化和還原反應(yīng),因此注液量過(guò)少關(guān)于鋰離子電池的循環(huán)壽命不利,同時(shí)假如電解液數(shù)量過(guò)少,也會(huì)導(dǎo)致部分活性物質(zhì)無(wú)法浸潤(rùn),因此不利于鋰離子電池容量的發(fā)揮,但是注液量過(guò)多也會(huì)造成鋰離子電池能量密度下降,成本升高等問(wèn)題,因此如何確定合適的注液量,關(guān)于鋰離子電池在性能和成本之間的平衡就顯得尤為重要。
鋰離子電池電解液注液量的“略少、少、嚴(yán)重少”這是一般說(shuō)法,沒(méi)有嚴(yán)格要求。電解液即使是略少,鋰離子電池也已經(jīng)是不良品了。電解液略少的電芯,不容易被發(fā)現(xiàn),這個(gè)時(shí)候,電芯的容量和內(nèi)阻都是正常的,檢測(cè)出鋰離子電池電解液略少電芯有三類(lèi)方法:拆電芯、稱(chēng)重、測(cè)試。
1.拆電芯
拆開(kāi)屬于破壞性試驗(yàn)且一次只能檢測(cè)一個(gè)電芯,雖然可以直觀和準(zhǔn)確的確定問(wèn)題,但實(shí)際用此方法篩選電芯的基本不用。
2.稱(chēng)重
這一方法準(zhǔn)確性較低,因?yàn)闃O片、鋁塑膜等也會(huì)有重量差異;鋰離子電池電解液既然是“略少”,那么實(shí)際每個(gè)電芯的保液量也就不會(huì)差距很大,這樣其他材料的重量差異,很可能大于電解液重量的差異。
當(dāng)然,可以通過(guò)注液時(shí)實(shí)測(cè)每個(gè)電芯的注液量或者保液量來(lái)準(zhǔn)確的、及時(shí)的得知問(wèn)題電芯,但是與其對(duì)全電芯稱(chēng)重,不如新增注液設(shè)備的準(zhǔn)確性和優(yōu)化工藝,從而治標(biāo)治本。
3.測(cè)試
這個(gè)是問(wèn)題的重點(diǎn),用何種測(cè)試方法能夠篩選出電解液“略少”的電芯,等價(jià)于電解液“略少”的電芯會(huì)有何種異常。目前僅了解兩種方法可以測(cè)出容量、內(nèi)阻皆正常的,但是電解液卻略少的電芯。這兩個(gè)方法分別是:循環(huán)、倍率放電平臺(tái)。
電解液注液量對(duì)鋰離子電池性能有何影響?
①電解液量對(duì)鋰離子電池容量的影響
鋰離子電池的容量隨著電解質(zhì)含量的新增而新增。鋰離子電池的最佳容量是隔膜會(huì)浸濕??梢钥闯?,電解質(zhì)的量不足,正極板沒(méi)有被充分潤(rùn)濕,并且隔膜沒(méi)有被潤(rùn)濕,從而導(dǎo)致大的內(nèi)部電阻和低的容量。電解質(zhì)的新增有利于充分利用活性物質(zhì)的容量。這表明鋰離子電池的容量與電解質(zhì)的量有很大的關(guān)系。鋰離子電池的容量隨著電解液量的新增而新增,但最終趨于恒定。
②電解液量對(duì)鋰離子電池循環(huán)性能的影響
電解液少,電導(dǎo)率低,循環(huán)后內(nèi)阻新增更快,加速鋰離子電池局部電解液的分解或揮發(fā)是電池循環(huán)性能下降的速度。電解質(zhì)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)和產(chǎn)氣量新增,從而導(dǎo)致循環(huán)性能下降。而且,浪費(fèi)了太多的電解質(zhì)??梢钥闯?,電解質(zhì)的量對(duì)鋰離子電池的循環(huán)性能具有顯著影響。電解質(zhì)過(guò)少或過(guò)分不利于電池的循環(huán)性能。
③電解液量對(duì)鋰離子電池安全性能的影響
鋰離子電池爆炸的原因之一是注液量不能滿(mǎn)足工藝要求。當(dāng)電解質(zhì)的量太小時(shí),電池的內(nèi)阻大并且發(fā)熱量大。溫度升高會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)迅速分解而出現(xiàn)氣體,并且隔膜會(huì)熔化,從而導(dǎo)致鋰離子電池膨脹和短路爆炸。當(dāng)電解質(zhì)的量太多時(shí),在充電和放電過(guò)程中出現(xiàn)的氣體的量大,電池的內(nèi)部壓力大,并且殼體破裂,導(dǎo)致電解質(zhì)泄漏。電解液溫度高時(shí),遇空氣會(huì)著火。
電解液作為鋰離子遷移和電荷傳遞的介質(zhì),為確?;钚晕镔|(zhì)得到充分應(yīng)用,要求電芯卷芯各空隙區(qū)域充滿(mǎn)電解液,因此電芯內(nèi)部空間體積也可用于大致判斷電芯對(duì)電解液的需求量。由此可見(jiàn),鋰離子電池電解液用量對(duì)電池的循環(huán)性能影響非常明顯,電解液過(guò)多或過(guò)少,都不利于鋰離子電池的循環(huán)性能。