2022-03-11

聚合物锂电池的生产流程安全问题

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在聚合物锂离子电池的生产过程中,以下一些因素必须予以注意。生产出的聚合物锂离子电池经过包装后,进行化成。化成的条件比较关键,因为它涉及SEI膜的形成,以防止负极自发与电解液发生反应;同时,也可以使活性物质与电解质之间有良好的接触。一般而言,每一个生产厂家有自己的化成条件。

工具/原料

  • 聚合物锂离子电池/原材料

方法/步骤


  1. 对于负极而言,除了使用溶于有机溶剂的聚合物作为黏合剂外,也可以使用溶于水溶液的聚合物作为黏合剂。图5为一种可溶于水的黏合剂聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵)(AMAC)的结构示意图。它与聚偏氟乙烯相比,具有一定的优越性,有利于在负极表面形成导电性更高的SEI膜,有机电解液的渗透性更好。

     

  2. 导电剂的分散尽管不是重要方面,但也不可忽视。前面已经讲述了导电剂的分散情况对于负极材料的影响,对于正极材料而言也起同样作用,影响正极容量的发挥和电池的倍率性能。例如对于LiMn2O4而言,采用新型的工艺比传统的工艺更能保证导电剂分散均匀,极化低,容量高,倍率性能好。不同工艺制备的LiMn2O4正极极片的容量与放电倍率的关系。

     

  3. 正极和负极的比例对于不同的原材料而言也是不一样的。例如,对于天然石墨//LiFePO4而言,后者的容量应该等于天然石墨的容量与SEI膜形成所需要的电荷之和。另外,电极的厚度根据不同的材料,也有不同要求。

     

  4. 目前商品用的聚合物锂离子电池基本上还是使用LiFP6的碳酸酯溶液作为增塑剂,在较高的温度(80~100℃)下,在微量水分或醇的引发下发生分解,并产生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。该热分解在路易斯酸或锂和金属的复合氧化物的作用下受到抑制。

  5. 5.在聚合物锂离子电池的化成和循环过程中,也会发生气胀等现象。对于以氧化钴锂为正极的情况,气胀的现象主要发生在4V以下,这是电解液被还原所致。当然,处于充电状态时,正极处于高价态,也会产生气体。氧化钴锂的气胀现象要明显低于LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。后者在32V以上就开始发生气胀。因此,对于特定的用户而言,必须避免气胀的产生。在选择材料时这是一个主要指标。


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