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在鋰離子電池的制造過程中,有很多東西是必須嚴(yán)格控制的,一是粉塵,二是金屬顆粒,三是水分。
水分對(duì)鋰離子電池影響巨大,主要會(huì)造成以下不良后果:
1.如果水分過高,電解液和水分反應(yīng),生成微量有害氣體,對(duì)注液房環(huán)境有不良影響;這也會(huì)影響電解液本身的質(zhì)量,使得電池性能不良,還會(huì)使電池柳釘生銹。
2.水分和電解液中的一種成分反應(yīng),生成有害氣體,當(dāng)水分足夠多時(shí)電池內(nèi)部的壓力就變大,從而引起電池受力變形。如果是手機(jī)電池,就表現(xiàn)為鼓殼;當(dāng)內(nèi)部壓力在高的時(shí)候,電池就有危險(xiǎn)了,爆裂使得電解液噴濺,電池碎片也很容易傷人。
3.電池內(nèi)部水分過高;損耗了電解液的有效成分,也損耗了鋰離子,使得鋰離子在電池負(fù)極片發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)。消耗了鋰離子,電池的能量就減少了。
用26650電池給電鉆供電,充滿電后本來可以使用1小時(shí),因?yàn)殡姵貎?nèi)部有水分,就只能使用50分鐘了。
4.當(dāng)電池內(nèi)部的水分多的時(shí)候,電池內(nèi)部的電解液和水反應(yīng),其產(chǎn)物將是氣體和氫氟酸(氫氟酸是一種腐蝕性很強(qiáng)的酸,它可以使電池內(nèi)部的金屬零件腐蝕,進(jìn)而使電池zui終漏液。如果電池漏液,電池的性能將急速下降,而且電解液還會(huì)對(duì)使用者的機(jī)器進(jìn)行腐蝕,終而引起更加危險(xiǎn)的失效。
5.電池中的水分來源哪里?
對(duì)于電池中的水分,它的來源就主要來之于材料,當(dāng)然也涉及環(huán)境。
正極片:正極片如果使用的是納米材料,這種納米材料具有很強(qiáng)的吸水性,很容易周圍的空氣中吸收水分。
負(fù)極片:負(fù)極片比正極片來說,吸水性相對(duì)低一點(diǎn),當(dāng)然,在沒有控制濕度的環(huán)境下,其從環(huán)境空氣中吸水?dāng)?shù)量也是相當(dāng)樂觀的。
隔膜紙:隔膜紙也是一種多孔性的塑料薄膜,其吸水性也是很大的。
電解液:電解液是一種非常怕誰的物質(zhì),它也是非常容易吸水,他它會(huì)和水進(jìn)行反應(yīng),直至所有的電解液物質(zhì)反映完成,也就是說,它喝水的能力是永無止境,直到自己死掉。
其他金屬零件:
雖然金屬零件本身對(duì)水分的吸收有限,但是,金屬零件對(duì)水分卻很怕,因?yàn)樗值拇嬖跁?huì)使其生銹或者腐蝕。
材料中的水分含量是電池中水分的主要來源,當(dāng)然,環(huán)境濕度越大,電池材料越容易吸收水分。
目前zui有效測量鋰電池水分含量的方法:
AKF-BT2015C鋰電池水分測定儀測定電解液、磷酸鐵鋰、石墨、負(fù)極片等電池材料的含水量
---測定方法---
1、 將電解液注入電解池以及電解電極的陰極室內(nèi),液位至下刻度線,加入微量水然后電解至平衡。 2、 將氣源連接至卡氏加熱爐,將干燥樣品瓶裝入加熱槽,溫度設(shè)置為250℃,流量調(diào)整為50mL/min,吹掃樣品瓶和管路內(nèi)可能存在水分,等待再次平衡。 3、 將樣品瓶移至冷卻槽冷卻后取出,用電子天平稱取約0.5~3g樣品置于樣品瓶內(nèi),然后在水分儀上點(diǎn)擊開始測量,同時(shí)將樣品瓶裝入加熱槽。 4、 輸入樣品稱取的重量,等待測量結(jié)束后顯示zui終測量結(jié)果。
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---實(shí)驗(yàn)結(jié)論---
可以測得多種鋰離子電池原料的水分含量,能分辨出各種原料的含水量的大小,含水量低于100ppm的樣品也能準(zhǔn)確定量,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)測控制的目的。測定電解液無需加熱可直接進(jìn)樣測定,固態(tài)樣品則需采用卡氏加熱法。AKF-BT2015C鋰電池卡爾費(fèi)休水分儀能自動(dòng)扣除漂移,操作便捷,能準(zhǔn)確可靠地測出鋰電池原料常用原料的含水量。已達(dá)到生產(chǎn)監(jiān)控的目的。