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鋰離子電池的正極材料水分超標(biāo)會有什么影響?

內(nèi)容摘要:正極材料大都是微米或納米級顆粒,極易吸收空氣中的水分,特別是Ni含量高的三元材料。在制備正極漿料時,如果正極材料水分高,在進(jìn)行漿料攪拌過程中NMP吸水后會造成PVDF溶解度降低,導(dǎo)致漿料凝膠成果凍狀,影響加工性能。制成電池后,其容量、內(nèi)阻、循環(huán)和倍率等都會受到影響,因此正極材料的水分與金屬異物一樣要作為重點管控項目。

正極材料大都是微米或納米級顆粒,極易吸收空氣中的水分,特別是Ni含量高的三元材料。在制備正極漿料時,如果正極材料水分高,在進(jìn)行漿料攪拌過程中NMP吸水后會造成PVDF溶解度降低,導(dǎo)致漿料凝膠成果凍狀,影響加工性能。制成電池后,其容量、內(nèi)阻、循環(huán)和倍率等都會受到影響,因此正極材料的水分與金屬異物一樣要作為重點管控項目。

鋰離子電池的正極材料水分超標(biāo)會有什么影響?

  產(chǎn)線設(shè)備自動化程度越高,粉料在空氣中暴露的時間越短,水分引入也就越少。推動材料供應(yīng)商提高設(shè)備自動化程度,如實現(xiàn)全程管道輸送,監(jiān)控管道露點,安裝機(jī)械手實現(xiàn)自動裝料、下料對防止水分引入貢獻(xiàn)巨大。但有些材料供應(yīng)商受限于廠房設(shè)計或是成本壓力,設(shè)備自動化程度不高、制造工序斷點較多時就要嚴(yán)格控制粉料暴露時間,中轉(zhuǎn)過程的粉料最好使用充氮氣的桶盛裝。生產(chǎn)車間的溫濕度也是一項重點管控指標(biāo),理論上講露點越低越有利。大多數(shù)材料供應(yīng)商會重點關(guān)注燒結(jié)工序之后的水分控制,他們認(rèn)為1000度左右的燒結(jié)溫度可以除去粉料中的大部分水分,只要嚴(yán)格控制燒結(jié)工序之后到包裝這個階段的水分引入,基本可以保證材料水分不超標(biāo)。當(dāng)然這并不意味著燒結(jié)工序之前就不需要控制水分,因為如果前工序水分引入過多,燒結(jié)效率和材料的微觀形態(tài)都會受到影響。此外,包裝方式也是很重要的,大部分材料供應(yīng)商采用鋁塑袋抽真空的包裝方式,目前看來這種方式還是最經(jīng)濟(jì)有效的。

  當(dāng)然材料設(shè)計不同,吸水性也會有較大差異,比如包覆材料差異、比表面積差異等都會影響其吸水性。有些材料供應(yīng)商雖然在制造過程中防止了水分的引入,但材料本身卻具有易吸水的特性,制成極片后水分極難烘出,這就給電池制造商造成了麻煩。因此,在開發(fā)新材料時應(yīng)考慮到吸水性的問題,開發(fā)出普適性更高的材料,這對供需雙方都大有好處。

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