锂电池电解液缺失对电芯性能的影响

发布日期:2020-06-30

核心提示:本文有些仓促,可是就这个主题而言,或许再等半年,文武也难有新的见地,所以就急着写出来啦!文章归于扫盲性质,文武也是半盲,
本文有些仓促,可是就这个主题而言,或许再等半年,文武也难有新的见地,所以就急着写出来啦!文章归于扫盲性质,文武也是半盲,所以“高人”不要读文章,也不要留言,谢谢!
“疾在腠理,汤熨之所及也;在肌肤,针石之所及也;在肠胃,火齐之所及也;在骨髓,司命之所属,无法何也。”这是中学课本中,《扁鹊见蔡桓公》中的一段话;疾在腠理、在肌肤、在肠胃、在骨髓,形象的描绘了疾病的四个程度。电解液缺失,就比如电芯得了病,得了病,就必定有重有轻。电解液缺失对电芯功能的影响,何为轻何为重?轻者怎么重者怎么?这就是本文首要评论的问题。另外,因为不同资料、不同工艺所对应的吸液量是不同的,所以本文仅是以电解液注液量的“略少、少、严峻少”这三个定性的词语来描绘电解液的缺失程度;定量来说的话,因为种种原因,文武现在还没有这个才能。“略少”时的状况。
其实即使是略少,电芯也已经是不良品了。电解液少,既有或许是注液量少了,也有或许是老化时间短造成极片浸润不充分,但本文不过多评论这一问题。电解液略少的电芯,好像潜伏着的谍战人员一样,不容易被发现。这个时分,电芯的容量和内阻都是正常的,检测出电解液略少电芯有三类办法:拆电芯、称重、测验。
拆电芯:,此刻满充负极会呈现类似于下面图片的姿态:
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拆开归于破坏性实验且一次只能检测一个电芯,虽然能够最为直观和精确的确定问题,但实践用此办法挑选电芯的或许性却简直没有。
称重:这一办法精确性较低,因为极片、铝塑膜等也会有分量差异;电解液既然是“略少”,那么实践每个电芯的保液量也就不会差距很大,这样其他资料的分量差异,很或许大于电解液分量的差异。当然,能够通过注液时实测每个电芯的注液量或许保液量来精确的、及时的得知问题电芯,可是与其对全电芯称重,不如添加注液设备的精确性和优化工艺,从而治标治本。
测验:这个是问题的重点,用何种测验办法能够挑选出电解液“略少”的电芯,等价于电解液“略少”的电芯会有何种反常。现在文武仅知道两种办法能够测出容量、内阻皆正常的,可是电解液却略少的电芯。这两个办法分别是:循环、倍率放电渠道。
循环,能够说是检查锂离子电池电功能的终极办法,纵观锂离子电池资料和制成时的近乎无数种的反常,绝大多数的最终影响都是两个字:循环。电解液略少时,容量或是说正极克发挥是正常的,前几十次循环的话,容量并不会显着衰减;随着电解液缺失的程度的加重,能够保持较高容量保持率的循环次数会逐渐减少;或许说,电解液“略少”中电解液相对较多的电芯,或许会以正常容量衰减速率循环几十次乃至上百次才会显着衰减;电解液“略少”中电解液相对较少的电芯,或许循环十次二十次容量就开端显着跳水。但不论在容量跳水前电芯能按正常容量衰减速度循环多少次,跳水开端后,电芯的容量都会快速衰减;衰减过程中,电芯的表现是能充入容量,可是放出容量较低(很像气数已尽的人“有进气儿没出气儿”的姿态哦),假如做充电容量/放电容量图的话,跳水期间二者的比值会显着高于1;跳水之后,电芯的容量并不会立刻降为0,而是相对稳定的保持在其初始容量的20%~40%中的方位一段时间;再往后,文武就没有测过了。以下是一个因电解液缺乏而容量跳水的电芯的循环容量曲线和C/D曲线。
 
循环功能的下降,是电解液缺失的一个必定成果,只要电解液的量满足保持电芯循环到规格书中规定的循环次数,就能够以为电解液是满足的。可是,循环功能无法作为挑选电解液量少的电芯的手法,原因很简单,不再多说。
 
倍率放电渠道,这里所说的渠道,一定要是相对较高倍率的渠道,0.2C/0.5C是看不出来差异的。文武比较了同规划下,实践平均保液量分别为0.002g/mAh和0.0023g/mAh两批电芯的0.5C/3.6V、1C/3.6V和2C/3.4V的渠道容量,二者0.5C渠道简直一致,但电解液满足的第二组1C和2C渠道容量要高于电解液缺乏的第一组约8%(文武做的是容量型卷绕软包电芯,倍率型或许叠片电芯所用测验倍率肯定要再高才能够)。与全检称重、测循环、拆电芯比较,用高倍率放电对比渠道容量这一办法猜测电解液略少的电芯,可行性显着更大。但问题是,关于制成较差的厂子,高倍率下,电芯渠道容量本身就或许相差许多,这样的话定标准是很难的。而关于一致性很好的厂子来说,保证注液量和吸液量又是很简单的问题。实在是让人纠结啊。
 
关于电解液“略少”的电芯,因为正极克发挥仍是满足的(克发挥缺乏,在本文叫做“严峻少”),因而最开端极片或许仅是比较干,可是还没有析锂。但随着循环的进行,析锂会越来越严峻。“少”时的状况与“略少”比较,“少”的时分,问题就要简单的多了。按照文武的界说来说,当电解液少到让电芯高内阻的时分,就能够称号为“少”了。这个时分,电芯的正极克发挥依旧是正常的,可是循环、倍率渠道容量都要显着的差于“略少”的状况。
 
与刚才所说的“略少”和后边眼谈到的“严峻少”比较,“少”是一个可遇不可求的中心态。文武是做样品的,这种中心态的状况在样品中,还真的没见过一次。不过有一次测110pcs量产电芯的自放电时(因为测了那批数据,才有了之前的《自放电浅析》),趁便重视了一下里边内阻较高、可是容量正常的电芯,发现的问题有:渠道容量低,即使是0.2C的渠道容量,也要显着低于内阻正常的电芯,更不用说高倍率渠道容量了。
 
无法完成循环,这是对实践现象的描绘,当文武测过这几个高内阻电芯的倍率后,将电芯放置了几天,然后有了空余测验通道预备测1C循环,上下限维护电压分别为4.5V和2.5V,这时发现,不论是充电仍是放电,通道都会立刻进入维护(这种析锂电芯,此刻处于高电压状态,但本文不多议论此问题)。更换通道也没有改善后,测了一下电芯的分量,发现比正常电芯低0.5~1g,室外拆开电芯,全部起火!
 
因为电解液“少”的电芯,内阻已然偏高,而内阻基本是一切电池厂都会重视的参数,所以挑选出电解液“少”的电芯,并不难。需求再一次着重的是,电解液“少”的电芯,会遇到电解液“略少”的电芯的一切问题,一起也会添加一个问题:内阻偏高。“严峻少”的状况
抛开一切不看,电解液“严峻少”时,最为显着的成果就是:低容。电芯的内阻往往是由电芯厂制定的,制成一般的话,偶有高内阻也或许出货,可是容量缺乏的话,可就完全没有补救的或许性了。
 
处于“严峻少”的电芯,克发挥、内阻、渠道、循环等问题,将会一起迸发。当看到电芯低容且高内阻时,就很有或许是电解液“严峻少”的状况;假如再与正常电芯对比一下分量,则能够简直确认问题所在。此刻,就不要拆电芯了,起火的或许性非常大。
 
假如将电芯分开来看的话,电解液“严峻少”时还能够分为正极吸液缺乏和负极吸液缺乏这两个方面来看。当正极吸液缺乏时,没有满足的锂离子能够从正极脱嵌,可是负极吸液满足,只要是脱嵌的锂离子,就能够嵌入负极。成果就是正负极都很干,可是负极并没有析锂。当负极吸液缺乏、正极满足时,正极能够提供满足的锂离子给负极,可是负极没有办法承受,于是负极析锂。但不论是哪种状况,电芯的外在表现都是:低容、高内阻、低渠道、低循环。电解液“严峻少”的电芯拿去做循环,十次就或许掉10%的容量,且循环后因为严峻析锂,电芯会变得反常的厚。
 
最终还要重申一下本文的主旨。文章将电解液少按程度分为“略少”“少”“严峻少”这三个程度,程度重的在有自己特有的问题的一起,也必定发生程度比其轻的全部问题。就比如人的某处染疾,严峻的时分有严峻时分特有的病症,但也必定一起拥有轻的时分的一切病症。

 
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