Impacto del agua en el proceso de producción de baterías de litio
En el proceso de las baterías de litio, el agua es un factor que no se puede ignorar. El agua tiene un impacto muy importante en el rendimiento y la vida útil de las baterías de litio. En este artículo, presentaremos los efectos y peligros del agua en el proceso de la batería de litio, y cómo controlar el agua para garantizar la calidad y el rendimiento de las baterías de litio.
Índice
Impacto del agua en el proceso de las baterías de litio
1. Impacto del agua en la seguridad de las baterías de litio
El agua es una de las sustancias nocivas de las baterías de litio. Un exceso de agua puede provocar problemas de seguridad como cortocircuitos, dilataciones y roturas en el interior de las baterías de litio. La principal vía de entrada de agua en el interior de las baterías de litio es el agua procedente de las materias primas y del proceso de producción. Por lo tanto, en el proceso de producción de la batería de litio, el contenido de agua debe controlarse estrictamente para garantizar la seguridad de la batería de litio.
2. El efecto del agua en el rendimiento de la batería de litio
El agua no sólo afecta a la seguridad de la batería de litio, sino también a su rendimiento. La cantidad adecuada de agua puede favorecer la reacción electroquímica de la batería de litio, mejorar la capacidad y carga y descarga de la batería de iones de litio.
Sin embargo, un exceso de agua provocará una disminución del rendimiento de la batería y acortará su vida útil. Por lo tanto, en el proceso de producción de las baterías de litio, es necesario controlar estrictamente el contenido de agua para obtener el mejor rendimiento de la batería.
Peligros del agua para las pilas de litio
Hinchazón y fugas de la batería
Si el contenido de agua en la batería de iones de litio es excesivo, reaccionará con la sal de litio del electrolito para formar HF:
H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF
El ácido fluorhídrico (HF) es un ácido muy corrosivo, muy destructivo para el rendimiento de las pilas:
El HF corroerá las piezas metálicas del interior de la pila, la caja de la pila y la junta, lo que a su vez acabará provocando que la pila se rompa y tenga fugas.
El HF destruirá la interfaz electrolito-sólido del interior de la batería y reaccionará con los principales componentes de la membrana SEI:
Finalmente, la precipitación de LiF se genera en el interior de la batería, provocando reacciones químicas irreversibles de los iones de litio en el ánodo de batería de iones de litio, consumiendo iones de litio activos, y se reduce la energía de la batería.
Cuando hay suficiente humedad, se produce más gas, y la presión en el interior de la pila aumenta, lo que provoca la deformación de la pila bajo tensión, y existe el peligro de que la pila se abombe y se produzcan fugas.
En el mercado durante el uso de teléfonos celulares o productos electrónicos digitales encontrados en el abultamiento de la batería, abra la tapa de la situación, la mayoría de ellos se deben a la alta agua interna de las baterías de litio, la producción de gas causada por el abultamiento.
La resistencia interna de la batería aumenta
La resistencia interna de la batería es uno de los parámetros de rendimiento más importantes de la batería, es el símbolo principal para medir la dificultad de transmisión de iones y electrones en el interior de la batería, lo que afecta directamente a la vida útil del ciclo y al estado de funcionamiento de la batería; cuanto menor sea la resistencia interna, menor será la tensión ocupada cuando la batería se descargue, y mayor será la energía que produzca.
Cuando aumente el contenido de agua, se generarán precipitaciones de POF3 y LiF en la superficie de la Interfaz Sólido-Electrolito de la batería, destruyendo la densidad y homogeneidad de la membrana SEI, lo que provocará el aumento gradual de la resistencia interna de la batería, y la capacidad de descarga de la batería disminuirá continuamente.
Ciclo de vida más corto
El contenido excesivo de agua destruye la película SEI de la batería, la resistencia interna aumenta gradualmente, la capacidad de descarga de la batería se hace cada vez más pequeña, y el tiempo de uso de la batería se hace cada vez más corto cada vez que la batería se carga completamente, el número de veces que la batería puede utilizarse normalmente (ciclo) se hará naturalmente menor, y el tiempo de uso (vida) de la batería se acortará.
Fuentes de agua en la producción de baterías de litio
En el proceso de fabricación de la batería de litio, la fuente de humedad puede dividirse en los siguientes aspectos:
1. Humedad aportada por las materias primas
Materiales positivos y negativos: Las sustancias activas positivas y negativas son partículas micrométricas y nanométricas, que absorben muy fácilmente el agua del aire; especialmente las ternarias o binarias. materiales catódicos con alto contenido de Ni (níquel) tienen una gran superficie específica, y la superficie del material es muy fácil de absorber agua y reaccionar. Si el entorno de almacenamiento de la pieza de poste revestida tiene una humedad elevada, el revestimiento superficial de la pieza de poste también absorberá rápidamente la humedad del aire.
Electrolito: el componente disolvente en el electrolito de batería de iones de litio reaccionará con las moléculas de agua; la sal de litio soluto en el electrolito también es propensa a absorber agua y reaccionar químicamente; por lo tanto, habrá una cierta cantidad de agua en el interior del electrolito; si el electrolito se almacena durante mucho tiempo o a una temperatura demasiado alta en el entorno de almacenamiento, el contenido de agua en el interior del electrolito también aumentará.
Separador: El separador es una película de plástico poroso (material PP/PE) que también es muy absorbente.
2.Agua añadida en el despulpado de la hoja de electrodos
El agua se añadirá a la pulpa del electrodo negativo y se agitará con las materias primas, y después se recubrirá, por lo que la propia lámina del electrodo negativo contiene agua. En el proceso de recubrimiento posterior, aunque haya calentamiento y secado, sigue habiendo una parte considerable de agua adsorbida dentro del recubrimiento de la pieza polar.
3. Humedad del entorno del taller
Humedad contenida en el aire del taller: La humedad en el aire, generalmente se mide en humedad relativa. Diferentes estaciones, diferentes climas, la humedad relativa varía mucho; primavera, verano la humedad del aire es relativamente grande (más de 60%), otoño, invierno el aire es más seco la humedad es menor (menos de 40%); día de lluvia la humedad del aire es mayor, día soleado la humedad del aire es menor. Así que diferente humedad del aire, el contenido de agua en el aire es diferente.
Agua producida por el cuerpo humano (sudor humano, aliento exhalado, agua para lavarse las manos)
Agua aportada por diversos materiales auxiliares y papel (cartón, trapos, declaraciones)
Cómo controlar el agua en las pilas de llitio
1. Control de las materias primas
En el proceso de producción de baterías de litio, el control de las materias primas es muy importante. Entre ellas, materias primas como el electrolito, el separador y los materiales de los electrodos positivo y negativo pueden contener agua. Por lo tanto, durante el proceso de adquisición, estas materias primas deben someterse a una estricta inspección de calidad para garantizar que su contenido de agua cumple la norma.
Mientras tanto, en el proceso de almacenamiento y uso, hay que tomar las medidas correspondientes, como almacenar en seco y evitar la luz solar directa, etc., para prevenir el impacto del agua en las materias primas.
2. Control del proceso de producción
En el litio producción de baterías es necesario tomar una serie de medidas para controlar el agua. Por ejemplo, en el proceso de preparación del electrodo, es necesario garantizar que el proceso de mezcla y recubrimiento del material del electrodo no introduzca un exceso de agua.
Mientras tanto, en el proceso de montaje de la batería, es necesario seleccionar el diafragma y el electrolito adecuados, y garantizar que el entorno de montaje tenga una humedad relativa baja. Además, en el proceso de formación de la batería, es necesario controlar la temperatura y el tiempo de formación para evitar la influencia del agua en el rendimiento de la batería.
3. Selección y control del equipo
En el proceso de producción de baterías de litio, la selección y el control de los equipos también son muy importantes. Para controlar eficazmente el contenido de agua, es necesario elegir el equipo y la tecnología de secado adecuados, como el secado al vacío, el secado con aire caliente, etc.
Al mismo tiempo, en el proceso de producción también es necesario inspeccionar y mantener periódicamente el equipo de producción para garantizar su funcionamiento normal y evitar fugas de agua y otros problemas.
4. Pruebas y análisis
Para garantizar que la calidad y el rendimiento de las baterías de litio cumplen los requisitos, es necesario probarlas y analizarlas. Entre ellos, la detección de agua es una parte muy importante. Entre los métodos de detección de agua más utilizados se encuentran la cromatografía de gases, la espectrometría de masas, el método de Karl Fischer, etc.
El contenido de agua de la batería puede detectarse eficazmente mediante estos métodos de detección y controlarse y procesarse en consecuencia. Al mismo tiempo, la prueba de rendimiento de la batería también debe llevarse a cabo con regularidad para comprender el uso de la batería y la tendencia de los cambios de rendimiento.
Conclusión
En el proceso de las baterías de litio, el agua es un factor de influencia muy importante. Para garantizar que la calidad y el rendimiento de las baterías de litio cumplan los requisitos, es necesario controlar estrictamente el contenido de agua.
Mediante el control y el tratamiento exhaustivos de las materias primas, el proceso de producción, los equipos y las pruebas se puede garantizar eficazmente que el contenido de agua de las baterías de litio cumpla los requisitos y obtener el mejor rendimiento y vida útil de la batería.
Suerte
Hola, soy Lucky, graduado de una universidad muy conocida en China, ahora se dedica principalmente a la edición de artículos sobre las baterías de litio de la motocicleta, y la estación de intercambio de baterías, estoy comprometido a ofrecer servicios y soluciones sobre la estación de intercambio de baterías para diversas industrias.
Impacto del agua en el proceso de producción de baterías de litio
Impacto del agua en el proceso de las baterías de litio
1. Impacto del agua en la seguridad de las baterías de litio
El agua es una de las sustancias nocivas de las baterías de litio. Un exceso de agua puede provocar problemas de seguridad como cortocircuitos, dilataciones y roturas en el interior de las baterías de litio. La principal vía de entrada de agua en el interior de las baterías de litio es el agua procedente de las materias primas y del proceso de producción. Por lo tanto, en el proceso de producción de la batería de litio, el contenido de agua debe controlarse estrictamente para garantizar la seguridad de la batería de litio.
2. El efecto del agua en el rendimiento de la batería de litio
El agua no sólo afecta a la seguridad de la batería de litio, sino también a su rendimiento. La cantidad adecuada de agua puede favorecer la reacción electroquímica de la batería de litio, mejorar la capacidad y carga y descarga de la batería de iones de litio.
Sin embargo, un exceso de agua provocará una disminución del rendimiento de la batería y acortará su vida útil. Por lo tanto, en el proceso de producción de las baterías de litio, es necesario controlar estrictamente el contenido de agua para obtener el mejor rendimiento de la batería.
Peligros del agua para las pilas de litio
Hinchazón y fugas de la batería
Si el contenido de agua en la batería de iones de litio es excesivo, reaccionará con la sal de litio del electrolito para formar HF:
H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF
El ácido fluorhídrico (HF) es un ácido muy corrosivo, muy destructivo para el rendimiento de las pilas:
El HF corroerá las piezas metálicas del interior de la pila, la caja de la pila y la junta, lo que a su vez acabará provocando que la pila se rompa y tenga fugas.
El HF destruirá la interfaz electrolito-sólido del interior de la batería y reaccionará con los principales componentes de la membrana SEI:
ROCO2Li + HF → ROCO2H + LiF
Li2CO3 + 2HF → H2CO3 + 2LiF
Finalmente, la precipitación de LiF se genera en el interior de la batería, provocando reacciones químicas irreversibles de los iones de litio en el ánodo de batería de iones de litio, consumiendo iones de litio activos, y se reduce la energía de la batería.
Cuando hay suficiente humedad, se produce más gas, y la presión en el interior de la pila aumenta, lo que provoca la deformación de la pila bajo tensión, y existe el peligro de que la pila se abombe y se produzcan fugas.
En el mercado durante el uso de teléfonos celulares o productos electrónicos digitales encontrados en el abultamiento de la batería, abra la tapa de la situación, la mayoría de ellos se deben a la alta agua interna de las baterías de litio, la producción de gas causada por el abultamiento.
La resistencia interna de la batería aumenta
La resistencia interna de la batería es uno de los parámetros de rendimiento más importantes de la batería, es el símbolo principal para medir la dificultad de transmisión de iones y electrones en el interior de la batería, lo que afecta directamente a la vida útil del ciclo y al estado de funcionamiento de la batería; cuanto menor sea la resistencia interna, menor será la tensión ocupada cuando la batería se descargue, y mayor será la energía que produzca.
Cuando aumente el contenido de agua, se generarán precipitaciones de POF3 y LiF en la superficie de la Interfaz Sólido-Electrolito de la batería, destruyendo la densidad y homogeneidad de la membrana SEI, lo que provocará el aumento gradual de la resistencia interna de la batería, y la capacidad de descarga de la batería disminuirá continuamente.
Ciclo de vida más corto
El contenido excesivo de agua destruye la película SEI de la batería, la resistencia interna aumenta gradualmente, la capacidad de descarga de la batería se hace cada vez más pequeña, y el tiempo de uso de la batería se hace cada vez más corto cada vez que la batería se carga completamente, el número de veces que la batería puede utilizarse normalmente (ciclo) se hará naturalmente menor, y el tiempo de uso (vida) de la batería se acortará.
Fuentes de agua en la producción de baterías de litio
En el proceso de fabricación de la batería de litio, la fuente de humedad puede dividirse en los siguientes aspectos:
1. Humedad aportada por las materias primas
2.Agua añadida en el despulpado de la hoja de electrodos
El agua se añadirá a la pulpa del electrodo negativo y se agitará con las materias primas, y después se recubrirá, por lo que la propia lámina del electrodo negativo contiene agua. En el proceso de recubrimiento posterior, aunque haya calentamiento y secado, sigue habiendo una parte considerable de agua adsorbida dentro del recubrimiento de la pieza polar.
3. Humedad del entorno del taller
Cómo controlar el agua en las pilas de llitio
1. Control de las materias primas
En el proceso de producción de baterías de litio, el control de las materias primas es muy importante. Entre ellas, materias primas como el electrolito, el separador y los materiales de los electrodos positivo y negativo pueden contener agua. Por lo tanto, durante el proceso de adquisición, estas materias primas deben someterse a una estricta inspección de calidad para garantizar que su contenido de agua cumple la norma.
Mientras tanto, en el proceso de almacenamiento y uso, hay que tomar las medidas correspondientes, como almacenar en seco y evitar la luz solar directa, etc., para prevenir el impacto del agua en las materias primas.
2. Control del proceso de producción
En el litio producción de baterías es necesario tomar una serie de medidas para controlar el agua. Por ejemplo, en el proceso de preparación del electrodo, es necesario garantizar que el proceso de mezcla y recubrimiento del material del electrodo no introduzca un exceso de agua.
Mientras tanto, en el proceso de montaje de la batería, es necesario seleccionar el diafragma y el electrolito adecuados, y garantizar que el entorno de montaje tenga una humedad relativa baja. Además, en el proceso de formación de la batería, es necesario controlar la temperatura y el tiempo de formación para evitar la influencia del agua en el rendimiento de la batería.
3. Selección y control del equipo
En el proceso de producción de baterías de litio, la selección y el control de los equipos también son muy importantes. Para controlar eficazmente el contenido de agua, es necesario elegir el equipo y la tecnología de secado adecuados, como el secado al vacío, el secado con aire caliente, etc.
Al mismo tiempo, en el proceso de producción también es necesario inspeccionar y mantener periódicamente el equipo de producción para garantizar su funcionamiento normal y evitar fugas de agua y otros problemas.
4. Pruebas y análisis
Para garantizar que la calidad y el rendimiento de las baterías de litio cumplen los requisitos, es necesario probarlas y analizarlas. Entre ellos, la detección de agua es una parte muy importante. Entre los métodos de detección de agua más utilizados se encuentran la cromatografía de gases, la espectrometría de masas, el método de Karl Fischer, etc.
El contenido de agua de la batería puede detectarse eficazmente mediante estos métodos de detección y controlarse y procesarse en consecuencia. Al mismo tiempo, la prueba de rendimiento de la batería también debe llevarse a cabo con regularidad para comprender el uso de la batería y la tendencia de los cambios de rendimiento.
Conclusión
En el proceso de las baterías de litio, el agua es un factor de influencia muy importante. Para garantizar que la calidad y el rendimiento de las baterías de litio cumplan los requisitos, es necesario controlar estrictamente el contenido de agua.
Mediante el control y el tratamiento exhaustivos de las materias primas, el proceso de producción, los equipos y las pruebas se puede garantizar eficazmente que el contenido de agua de las baterías de litio cumpla los requisitos y obtener el mejor rendimiento y vida útil de la batería.