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天津聚合物鋰電池的生產流程安全問題

作者:小編 瀏覽量:10160 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

聚合物鋰電池的生產流程安全問題,在聚合物鋰離子電池的生產過程中,以下一些因素必須予以注意。生產出的聚合物鋰離子電池經過包裝后,進行化成。化成的條件比較關鍵,因為它涉及SEI膜的形成,以防止負極自發與電解液發生反應;同時,也可以使活性...

在聚合物鋰離子電池的生產過程中,以下一些因素必須予以注意。生產出的聚合物鋰離子電池經過包裝后,進行化成?;傻臈l件比較關鍵,因為它涉及SEI膜的形成,以防止負極自發與電解液發生反應;同時,也可以使活性物質與電解質之間有良好的接觸。一般而言,每一個生產廠家有自己的化成條件。

聚合物鋰離子電池/原材料

1

對于負極而言,除了使用溶于有機溶劑的聚合物作為黏合劑外,也可以使用溶于水溶液的聚合物作為黏合劑。圖5為一種可溶于水的黏合劑聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨)(AMAC)的結構示意圖。它與聚偏氟乙烯相比,具有一定的優越性,有利于在負極表面形成導電性更高的SEI膜,有機電解液的滲透性更好。2

導電劑的分散盡管不是重要方面,但也不可忽視。前面已經講述了導電劑的分散情況對于負極材料的影響,對于正極材料而言也起同樣作用,影響正極容量的發揮和電池的倍率性能。例如對于LiMn2O4而言,采用新型的工藝比傳統的工藝更能保證導電劑分散均勻,極化低,容量高,倍率性能好。不同工藝制備的LiMn2O4正極極片的容量與放電倍率的關系。3

正極和負極的比例對于不同的原材料而言也是不一樣的。例如,對于天然石墨//LiFePO4而言,后者的容量應該等于天然石墨的容量與SEI膜形成所需要的電荷之和。另外,電極的厚度根據不同的材料,也有不同要求。4

目前商品用的聚合物鋰離子電池基本上還是使用LiFP6的碳酸酯溶液作為增塑劑,在較高的溫度(80~100℃)下,在微量水分或醇的引發下發生分解,并產生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。該熱分解在路易斯酸或鋰和金屬的復合氧化物的作用下受到抑制。5

在聚合物鋰離子電池的化成和循環過程中,也會發生氣脹等現象。對于以氧化鈷鋰為正極的情況,氣脹的現象主要發生在4V以下,這是電解液被還原所致。當然,處于充電狀態時,正極處于高價態,也會產生氣體。氧化鈷鋰的氣脹現象要明顯低于LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。后者在32V以上就開始發生氣脹。因此,對于特定的用戶而言,必須避免氣脹的產生。在選擇材料時這是一個主要指標。

注意事項

在化成過程中,電解液的組成對于電池的氣脹具有明顯影響。例如,在PVDF圖9不同正極材料組裝成的鋰離子電池在不同充電狀態下在90℃儲存4h的膨脹情況基凝膠電解質中,采用1mol/LLiClO4的EC/PC電解液,約60%的電極表面存在氣相,導致負極活性粒子之間的分離和結構的破壞;而1mol/LLiBF4的EC/γ丁內酯電解液,則只有少量氣體增加,約3%。因此,化成以后的擱置時間與電解液的組分有關。有關化成的一些具體說明。化成后,將短路的電池挑出來,然后儲存一段時間,再進行測量,如果電壓衰減快,說明電池本身也是短路的,必須作為廢品處理,嚴防流入市場,產生安全問題。經過這些步驟后,買家進行驗貨,然后裝箱出廠。

電池保養常識:

1

記憶效應鎳氫充電電池上常見的現象。具體表現就是:如果長期不充滿電就開始使用電池的話,電池的電量就會明顯下降,就算以后想充滿也充不滿了。所以保養鎳氫電池的重要方式就是:電必須用完了才能開始充電,充滿了電了才允許投入使用?,F在常用的鋰電池的記憶效應是可以小到忽略不計的。2

完全充電,完全放電

是針對鋰電池來說的。

完全放電就是指把用電智能設備,如手機,調整到最低功率狀態耗去電量直到手機自動關機的過程。

完全充電就是指把完全放電的用電智能設備,如手機,接到充電器上直到手機上提示“充滿”的過程。3

過度放電

是針對鋰電池來說的。

完全放電后鋰電池內部還會留有少量電量,但這部分電量對于鋰電池的活性和壽命至關重要。

過度放電:完全放電后,如果繼續采用其它方式,如:強行再次開啟手機、電池接小燈泡耗費殘留電量的話,這叫過度放電,

會對鋰電池造成不可逆轉的傷害。4

保護芯片

鋰電池對充放電時對接入的電流電壓有極為嚴格的要求,為了保護電池不因為外界電環境失常而損壞,電池本體內部會設置管理電池狀態的芯片。這個芯片同時還有記錄電池容量,校正電池容量的功能?,F在,就算是山寨手機電池也是不會節省這個關鍵的保護芯片的,不然山寨手機電池根本不可能用很久。5

過沖過放保護電路

用電智能設備內置的全面管理電池的芯片及電路。

比如手機上,就有這樣的電路,大概功能如下:6

電時,提供最合適的電壓電流給電池。在合適的時機停止充電。7

充電時,時刻檢查電池殘留電量,在合適的時機命令手機關機,防止過度放電。8

開機時,檢查電池是否已被完全放電,如果已被完全放電,則提示用戶充電,然后關機。9

避免電池或充電線電力異常,發現異常時斷開電路,保護手機。10

過度充電:

是針對鋰電池來說的。

正常情況下,鋰電池充到一定電壓(也就是充滿)就會被上級電路截斷充電電流,但由于某些設備內置的過沖過放保護電路的電壓電流參數不同(如手機電池座充),導致雖已充滿,但還未停止充電的現象。

過度充電也會導致電池性能傷害。11

激活

鋰電池長期(三個月以上)不使用,會產生電極材料鈍化,電池性能下降,可以采用三次完全充電、完全放電來解除純化,發揮出電池的最高性能。二、常見錯誤觀點:

1

首先使用必須進行完全放電,然后進行完全充電,重復三次,以便于激活電池。否則電池就永遠都不好用了??!解答:如果實在閑的沒事做,這么做可以,但不是必須的,因為激活操作不是必須放在第一次使用就做的。只要隨著不斷的使用,電極鈍化無需刻意激活也可以慢慢消失。

2

,充電時不要使用手機,對電池有害,也會產生超大量輻射傷害人體。

解答:充電時使用手機是否對電池有害要根據情況來說(本文后會說明),但是有一點可以確定的是,充電時使用手機絕對不會產生比平時使用手機多的輻射。

鋰電池在壽命周期內只能充放電XXX次,所以每次用就盡量用到自動關機,每次充就盡量充到滿電。

第一個子句是對的,后面是錯的。

這個次數中的每一次,都是指完整的一次,比如從20%充電到30%停止充電,這個只算是1/10次,從80%放電到60%,只能算是1/5次。

前三次充電必須達到12小時,否則就影響電池性能。

如果是為了激活電池,只需要手機提示充滿電就已經足夠,一般手機,都會在5小時內提示充滿,完成后如果繼續接著充電器,過沖過放保護電路會截斷手機的充電電流。之后電池就處于不狀態,和充滿后馬上撥除充電線的效果是一樣的。

前三次充電必須達到12小時是針對鎳氫充電電池來說的,結果被很多廠家習慣性地、無知地寫在鋰電池用戶手冊上,沒文化真可怕。國際大廠,如戴爾,聯想,華碩,apple的產品上是絕對不會出現“12小時”這樣的文字的。而且對于鋰電池來說,這是共性,也是原理的一部分,不可能有的廠家生產的需要12小時,有的廠家的不需要。

需要注意的是,如果采用座充,由于絕大部分座充達不到官方線充的最高電流,充電時間可能會超過6小時,但只要充滿電,坐充也會自動斷電,和用線充是一樣的。

充滿電了就最好馬上撥除充電線,防止過充。

過沖過放保護電路不是吃素的,OK!?。∪绻l生過充,多半是因為過沖過放保護電路損壞,但以現在的電子產品工藝和抗壓能力來說,這概率實在低到不行,不必提心吊膽。

手機一旦開始提示用戶充電,就一定要馬上充電,或者馬上關機,避免過放。

過沖過放保護電路不是吃素的,OK!!!這個電路會在必要的時候(也就是過放之前)強制關機,不會損壞電池的。手機的提示是為了讓用戶提前知道,以提前做好處理或者心理準備。

需要注意的是,如果手機已經自動關機就千萬不能為了打個電話而強行開機了,因為很有可能造成過放,而且由于保護的存在,開機未完成前多半會被過沖過放保護電路強行斷電。三、正確地使用

1

新出廠的電池:無需任何處理,如激活等,可直接投入正常使用。2

閑置不長時間的電池(三個月內):無需任何處理(如激活等),可直接投入正常使用。3

置較長時間的電池(三個月以上):可做激活處理,使得電池活性達到最高,也可不做,使其隨著正常使用自然恢復到最高活性。4

子產品的評測人員,為了保證對電池續航時間的正確統計,有必要在測試前進行激活處理。5

鋰電池正常充電方法:

隨時充電,并可隨時停止充電,不要有所顧忌。這點是鋰電池的重要優點----無記憶效應決定的,請正視這個優點,并讓您的鋰電盡量展現它的這個重要優點。四、中的鋰電池最怕什么

1

100℃以上高溫

會嚴重影響電池壽命和儲電能力,并可能成造成電池熔化,或爆炸。所以,請讓鋰電池遠離火源及其它熱源。2

5℃到100℃高溫

是的,你沒有看錯,從35℃開始(人體溫一般為36.2℃-37.2℃)電池壽命就開始被溫度明顯影響,溫度越高,影響越大。

鋰電池的設計壽命最少也有400次完全充放電,按手機平均每三天充一次電來算,一塊電池應該至少能用三年半。但絕大多數電池都沒有能活那么久,很大部分的原因是因為電池被人的體溫影響,另一部分原因是因為被手機其它芯片發熱所影響。

為什么筆記本電腦的電池為怎么總感覺沒有手機的耐用,那是因為:其一、筆記本電腦發熱比手機多的多,電腦芯片的熱量很容易傳導到電池上,超過40℃輕輕松。其二、為了更快的充電,筆記本充電電流一般較高,電池容量大,充電放電電池本身也會發熱。其三、電池一般位于下面板處,更不容易散熱。

再,如果您的設備在使用中會產生更大的熱量,如手機長時間打電話,手機玩大型游戲,筆記本電腦玩游戲,并且這個熱量會傳導到電池上,加上充電時電池本身的發熱,雖然不會產生安全風險,但也會影響到電池。

所以如果,發現充電使用中的設備發熱明顯(如iphone手機邊充電邊玩3D游戲),則可以考慮先等充滿電了,再連著充電線玩。3

-40℃低溫以下

會到達冰點徹底凍壞。4

10℃到-40℃低溫

會降低電池續航能力,但不會對電池造成永久傷害,只要溫度回到室溫,電量又會自動恢復回來。五、閑置中的鋰電池最怕什么:

1

35℃以上高溫,和中鋰電相同。2

滿電后閑置,電池老化的比平時更快。3

分放電后閑置,電池閑置過程中會自放電,充分放電后電池自放電會造成過放。4

-40℃低溫以下,會到達冰點徹底凍壞。5

鋰電池理想狀態:

中的鋰電環境溫度在20℃(差不多是室內溫度)左右較為合適,此時電池放電充電性能均能最大化。

如果要長時間(三個月以上)閑置電池,請一定要充到40%左右再閑置(短時間就算了,關鍵是麻煩)。因為這樣,所以電池出廠時,電池廠基本上都是充到40%再出廠的。

閑置的電池溫度越低,老化越慢,但不要低于-40℃。

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