鋰電池定制16年-動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)解決方案商

 

本文將從鋰電池生產(chǎn)細(xì)節(jié)的角度分析鋰電池在電池生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題。以下是對(duì)10個(gè)主要鋰電池生產(chǎn)問(wèn)題的分析和意見(jiàn)。

 

陽(yáng)極涂層出現(xiàn)針孔的原因是什么？

針孔的出現(xiàn)應(yīng)由以下因素引起：

1、箔材不干凈；

2、導(dǎo)電劑不分散；

3、鋰離子電池負(fù)極的主要材料不分散；

4、配方中的某些成分含有雜質(zhì)；

5、導(dǎo)電劑顆粒不均勻且難以分散；

6、陽(yáng)極顆粒不均勻且難以分散；

7、配方材料本身存在質(zhì)量問(wèn)題；

8、攪拌鍋未清洗，導(dǎo)致鍋中殘留干粉。

為了避免上述問(wèn)題，有必要首先使用合適的混合工藝來(lái)解決活性材料和金屬集電體之間的結(jié)合，并避免在電池板和電池組件的生產(chǎn)中人為去粉。在涂覆過(guò)程中添加一些不影響電池性能的添加劑確實(shí)可以提高極片的一些性能。

當(dāng)然，在電解液中加入這些成分可以達(dá)到固結(jié)的效果。膜片的局部高溫是由極片的不均勻性引起的。嚴(yán)格地說(shuō)，這是一種微短路。微短路將導(dǎo)致局部高溫，并可能導(dǎo)致陽(yáng)極的粉末去除。

 

 

電池內(nèi)阻過(guò)大的原因是什么？

流程：

1、陰極成分中的導(dǎo)電劑太少（材料之間的導(dǎo)電性不好，因?yàn)殇団挶旧淼膶?dǎo)電性很差）

2、陰極成分中的粘合劑過(guò)多。（粘合劑通常是具有強(qiáng)絕緣性能的鋰聚合物電池材料）

3、陽(yáng)極成分中的粘合劑太多。（粘合劑通常是具有強(qiáng)絕緣性能的聚合物材料）

4、成分分散不均。

5、配料過(guò)程中粘合劑溶劑不完全。（不完全溶于NMP和水）

6、涂層拉絲表面的密度設(shè)計(jì)過(guò)大。（離子遷移距離大）

7、壓實(shí)密度過(guò)大，碾壓過(guò)密。（軋制太死，一些活性材料結(jié)構(gòu)被破壞）

8、陰極接線片焊接不牢固，出現(xiàn)虛焊。

9、陽(yáng)極接線片的焊接或鉚接不牢固，存在弱焊接和脫焊現(xiàn)象。

10、繞組不緊，繞組鐵芯松動(dòng)。（增加陰極板和陽(yáng)極板之間的距離）

11、陰極耳與外殼之間的焊接不牢固。

12、陽(yáng)極接線片與電極的焊接不牢固。

13、電池烘烤溫度過(guò)高，隔膜收縮。（隔膜孔徑縮?。?/p>

14、液體注入量太少（循環(huán)后電導(dǎo)率下降，內(nèi)阻迅速增加?。?/p>

15、液體注入后的保存時(shí)間太短，電解質(zhì)沒(méi)有完全滲透

16、在形成過(guò)程中未完全激活。

17、形成過(guò)程中電解質(zhì)泄漏過(guò)多。

18、生產(chǎn)過(guò)程中的濕度控制不嚴(yán)格，電池會(huì)膨脹。

19、蓄電池的充電電壓設(shè)置過(guò)高，導(dǎo)致過(guò)度充電。

20、電池儲(chǔ)存環(huán)境不合理。

 

 

材料：

1、陰極材料具有高電阻。（導(dǎo)電性差，如磷酸鐵鋰）

2、隔膜材料的影響（隔膜厚度、小孔隙率、小孔徑）

3、電解質(zhì)材料的影響。（電導(dǎo)率小，粘度高）

4、陰極PVDF材料的影響。（大量或大分子量）

5、陰極導(dǎo)電材料的影響。（導(dǎo)電性差，電阻高）

6、陰極和陽(yáng)極接線片材料的影響（厚度薄、導(dǎo)電性差、厚度不均勻、材料純度差）

7、銅箔、鋁箔材料的導(dǎo)電性差或表面有氧化物。

8、蓋板的極的鉚接接觸的內(nèi)阻相對(duì)較大。

9、陽(yáng)極材料具有高電阻。其他方面

10、內(nèi)阻測(cè)試儀器的偏差。

11、人為操縱。

 

當(dāng)電極涂層不均勻時(shí)，應(yīng)注意什么？

首先，有必要清楚地了解影響表面密度的因素和影響表面密度穩(wěn)定值的因素，以便有針對(duì)性地解決問(wèn)題。

影響涂層區(qū)域密度的因素有：

1、材料本身的因素

2、配方

3、攪拌混合物

4、涂層環(huán)境

5、刀刃

6、漿液粘度

7、電極移動(dòng)速度

8、表面水平度

9、涂布機(jī)精度

10、烤箱功率

11、涂層張力等…

 

 

影響極片均勻性的因素：

1、泥漿質(zhì)量

2、漿液粘度

3、步行速度

4、箔片張力

5、張力平衡法

6、涂層牽引長(zhǎng)度

7、噪音

8、表面平整度

9、刀刃平整度

10、箔片平整度等…

以上只是一些因素的列表，具體原因必須自行分析，并有針對(duì)性地消除導(dǎo)致表面密度異常的因素。

 

為什么使用鋁箔和銅箔作為集電器

1.兩者都被用作集電器，因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫膶?dǎo)電性和柔軟的質(zhì)地（也許這也有利于結(jié)合），而且它們相對(duì)常見(jiàn)且便宜。同時(shí)，可以在兩者的表面形成一層氧化物保護(hù)膜。

2.銅表面的氧化物層是半導(dǎo)體，并且電子是導(dǎo)電的。氧化物層太厚，阻抗大；

鋁表面的氧化鋁層是絕緣體，氧化物層不能導(dǎo)電，但由于非常薄，它通過(guò)隧道效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了電子傳導(dǎo)。如果氧化物層較厚，則鋁箔的導(dǎo)電性較差，甚至絕緣。

通常，在使用前最好清潔集電器的表面。一方面，它可以去除油污，同時(shí)去除厚厚的氧化層。

3.陰極電勢(shì)高，薄的氧化鋁層非常致密，可以防止集電器的氧化。銅箔的氧化層比較疏松。為了防止其氧化，最好具有較低的電勢(shì)。同時(shí)，Li很難在低電位下與Cu形成鋰嵌入合金。

然而，如果銅表面被嚴(yán)重氧化，李將在稍高的電勢(shì)下將鋰與氧化銅嵌入。鋁箔不能用作陽(yáng)極，并且LiAl合金化將在低電勢(shì)下發(fā)生。

4.集電器需要純成分。Al成分不純會(huì)導(dǎo)致表面膜疏松和點(diǎn)蝕，甚至表面膜的損壞也會(huì)導(dǎo)致LiAl合金的形成。用硫酸氫鈉清潔銅網(wǎng)，然后用去離子水洗滌，然后烘焙。用氨水清洗鋁網(wǎng)，然后用去離子水洗滌，然后烘焙。噴涂篩網(wǎng)的導(dǎo)電效果良好。

 

短路測(cè)試儀的高壓擊穿原理是什么？

用于測(cè)量蓄電池單元短路的電壓有多高與以下因素有關(guān)：

1、制造商的技術(shù)水平

2、電池本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、電池隔膜材料

4、電池的用途

不同的公司使用不同的電壓，但許多公司使用相同的電壓，而不考慮型號(hào)大小和容量。以上因素可以按從重到輕的順序排列：1>4>3>2，也就是說(shuō)，公司的技術(shù)水平?jīng)Q定了短路電壓。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，擊穿的原理是，如果極片和隔膜之間存在一些潛在的短路因素，如灰塵、顆粒、大隔膜孔、毛刺等，我們可以稱(chēng)之為薄弱環(huán)節(jié)。

在固定的、更高的電壓下，這些薄弱環(huán)節(jié)使陰極和陽(yáng)極之間的接觸內(nèi)阻比其他地方小，并且容易電離空氣產(chǎn)生電??；

或者陰極和陽(yáng)極已經(jīng)短路，接觸點(diǎn)很小。在高壓條件下，這些小觸點(diǎn)瞬間有大電流通過(guò)，電能瞬間轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致隔膜瞬間熔化或破裂。

 

材料顆粒大小如何影響放電電流？

簡(jiǎn)單地說(shuō)，顆粒尺寸越小，導(dǎo)電性越好，顆粒尺寸越多，導(dǎo)電性越差。自然地，高倍率材料通常是具有高導(dǎo)電性的高結(jié)構(gòu)小顆粒。僅從理論上分析，提高小顆粒材料，特別是納米級(jí)材料的導(dǎo)電性非常困難，而且小顆粒材料的壓實(shí)度會(huì)相對(duì)較小，即體積容量較小。

 

為什么陰極和陽(yáng)極片會(huì)有這么大的反彈？

為什么在輥對(duì)齊后，陰極和陽(yáng)極極片會(huì)有如此大的反彈？

有兩個(gè)最重要的影響因素：材料和工藝。

1.材料的性能決定了回彈系數(shù)，不同材料的回彈系數(shù)不同；相同的材料，不同的配方，不同的回彈系數(shù)；相同的材料，相同的配方，不同的片劑厚度，不同的回彈系數(shù)；

2.如果工藝流程控制不好，也會(huì)造成回彈。儲(chǔ)存時(shí)間、溫度、壓力、濕度、堆積方法、內(nèi)應(yīng)力、設(shè)備等。

 

如何解決圓柱形電池的泄漏問(wèn)題？

該圓柱體是封閉成型的，并且在液體注入后被密封。因此，密封自然成為圓柱形密封的難點(diǎn)。目前，圓柱形鋰離子電池的密封可能有以下幾種方法：

1、激光焊接密封

2、密封圈

3、膠粘密封

4、超聲波振動(dòng)密封

5、兩種或多種以上密封類(lèi)型的組合

6、其他密封方法

 

泄漏的幾種原因：

1、密封不到位造成液體泄漏，通常是密封變形，密封被污染，屬于密封不好。

2、密封件的穩(wěn)定性也是一個(gè)因素，即密封時(shí)檢查合格，但密封件容易損壞，導(dǎo)致液體泄漏。

3、在地層或測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生氣體，達(dá)到密封件能夠承受的最大應(yīng)力，沖擊密封件并導(dǎo)致液體泄漏。與第二點(diǎn)不同的是，第二點(diǎn)屬于缺陷產(chǎn)品泄漏，第三點(diǎn)屬于破壞型泄漏，即密封件合格，但內(nèi)部壓力太高，無(wú)法損壞密封件。

4、其他泄漏方式。具體的解決方案取決于泄漏的原因。只要找到原因就很容易解決。困難在于很難找到原因，因?yàn)闅飧椎拿芊庑Ч茈y測(cè)試，而且大多是破壞性的類(lèi)型，用于隨機(jī)檢查。

 

電解液過(guò)多會(huì)影響電池性能嗎？

1、電解液不溢出時(shí)有幾種情況：

2、電解液剛剛好

3、電解液略有過(guò)量

4、電解液大量過(guò)剩，但尚未達(dá)到極限

5、電解液過(guò)多，已接近極限

它已滿到極限，可以密封

第一種情況是理想的，沒(méi)有錯(cuò)。第二種情況下，輕微的超出有時(shí)是精度問(wèn)題，有時(shí)是設(shè)計(jì)問(wèn)題，通常設(shè)計(jì)太多。在第三種情況下，沒(méi)有問(wèn)題，只是浪費(fèi)了成本。

第四種情況稍微危險(xiǎn)一些。因?yàn)殡姵貢?huì)因?yàn)楦鞣N原因被使用或測(cè)試：導(dǎo)致電解質(zhì)分解并產(chǎn)生一些氣體；電池會(huì)發(fā)熱并產(chǎn)生熱膨脹；

以上兩種情況都容易導(dǎo)致電池凸起（也稱(chēng)為變形）或液體泄漏，增加了電池的安全隱患。

第五種情況實(shí)際上是第四種情況的增強(qiáng)版，危險(xiǎn)性更大。更夸張地說(shuō)，液體也可以變成電池。也就是說(shuō)，將陰極和陽(yáng)極插入含有大量電解質(zhì)的容器（例如，500ML燒杯）中。

這個(gè)時(shí)候，陰極和陽(yáng)極可以充放電，而且它也是一個(gè)電池，所以這里多余的電解質(zhì)不是一點(diǎn)點(diǎn)。電解質(zhì)只是一種導(dǎo)電介質(zhì)。但是，電池的體積是有限的。在有限的體積內(nèi)，自然要考慮空間利用和變形的問(wèn)題。

 

 

電解液填充不足會(huì)導(dǎo)致鼓殼嗎？

取決于注入的電解液有多少。

1、如果電池芯完全被電解液浸泡，但沒(méi)有殘留物，則電池在容量分配后不會(huì)膨脹；

2、如果電池芯完全被電解液浸泡，剩下一小部分，但注入的液體量低于制造商的要求，此時(shí)分開(kāi)的電池外殼不會(huì)凸起；

3、如果電池完全被電解液浸泡，則剩余大量電解液，但制造商對(duì)液體注入量的要求高于實(shí)際要求。此時(shí)，所謂的液體注射不足只是制造商的一個(gè)概念，不可能是真的。響應(yīng)電池的實(shí)際液體注入量的適當(dāng)性，并且亞容量電池不膨脹；

4、流體注入嚴(yán)重不足。這也取決于程度。如果電解質(zhì)幾乎不能滲透到電池單元中，那么在容量被劃分后，外殼可能會(huì)膨脹，也可能不會(huì)膨脹，但電池的外殼被劃分的概率更高。如果電池單元的液體注入量嚴(yán)重不足，則電池的電能在形成過(guò)程中無(wú)法轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。此時(shí)，亞容量電池單元外殼的概率幾乎為100%。

 

電解液填充不足是否會(huì)導(dǎo)致鼓殼

然后，可以做出以下總結(jié)：假設(shè)電池的實(shí)際最佳液體注入量為Mg，并且液體注入量太小，可以分為以下幾種情況：

1、液體注入量=M：電池正常

2、液體注入量略小于M：電池容量不足以使外殼膨脹，容量可能正常，或略低于設(shè)計(jì)值，使膨脹的外殼循環(huán)的概率增加，循環(huán)性能惡化；

3、液體注入量比M小得多：電池殼率相當(dāng)高，電池容量低，循環(huán)穩(wěn)定性極差。一般情況下，容量在幾十周內(nèi)不足80%。

4、M=0，電池沒(méi)有外殼，也沒(méi)有容量。