化成基礎(chǔ)知識.ppt

1、鋰離子電池化成工藝簡介,目 錄,化成的作用與目的 工藝參數(shù) 化成的原理 化成產(chǎn)氣與電壓的關(guān)系 常見異常分析,化成的作用與目的,激活電池：對電芯進(jìn)行小電流充電，將其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，在負(fù)極表面形成SEI膜（ solid electrolyte interface ），使電池性能更加穩(wěn)定，電池只有經(jīng)過化成后才能體現(xiàn)真實性能。如果電芯不經(jīng)過化成就不能進(jìn)行正常的充放電。,工藝參數(shù),前兩步用較小電流來充可使形成的SEI膜較好，第三步使用較大電流可以節(jié)省時間，更快充到我們要求的電壓3.7V。有資料顯示，SEI膜在3.5V左右已經(jīng)形成完畢，所以如果不考慮其他方面，電池化成沒有必要充電太高，而且電池在充電過

2、程中負(fù)極容納Li+會發(fā)生膨脹，另外電極之間會產(chǎn)氣也會加劇電池厚度的膨脹，過度膨脹會導(dǎo)致電極之間相互分離，界面形成差，所以一般充到3.7V即可滿足要求。,化成的機理,充電時兩極間的電勢使鋰離子從正極材料晶體結(jié)構(gòu)中逃逸出來游離到電解液中，透過隔膜到達(dá)負(fù)極碳層結(jié)構(gòu)之中。 正極反應(yīng)： LiCoO2 - e-=Li1-xCoO2+xLi 負(fù)極反應(yīng)： 6C+xLi+xe- =LixC6,SEI膜：在化成首次充電過程中，電極材料與電解液在固液相面發(fā)生反應(yīng)，形成了一層覆蓋于電極表面上的鈍化層，該鈍化層允許Li+通過，不溶于有機溶劑，可防止電解液進(jìn)一步侵蝕電極，所以又叫“固體電解質(zhì)面膜”，它可以讓負(fù)極電極在電解液環(huán)境中更加穩(wěn)定地存在，大大提高了電池的循環(huán)性能和使用壽命。,SEI膜的結(jié)構(gòu)：厚度大約100120nm，無機成分有如Li2CO3 、LiF、Li2O、LiOH，有機成分有ROCO2Li 、ROLi 、(ROCO2Li) 2,化成產(chǎn)氣與電壓的關(guān)系,由于電池在充電過程中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程中會產(chǎn)生多種氣體： 在2.5V以下產(chǎn)生的氣體主要是H2和CO2和HF 2.5V到3.0V，由于EC還原分解，主要產(chǎn)生C2H4 在3.0V到3.5V，由于DMC和EMC的分解，主要產(chǎn)生CH4,C2H6等烷烴，在此電壓區(qū)間電池的產(chǎn)氣量時最大的，3.5V以后由于S