Impact de l'eau sur le processus de production des piles au lithium
Dans le processus de fabrication des piles au lithium, l'eau est un facteur incontournable. L'eau a un impact très important sur les performances et la durée de vie des piles au lithium. Dans cet article, nous allons présenter les effets et les dangers de l'eau sur le processus des piles au lithium, et comment contrôler l'eau pour assurer la qualité et la performance des piles au lithium.
Table des matières
Impact de l'eau sur le processus de fabrication des piles au lithium
1. Impact de l'eau sur la sécurité des piles au lithium
L'eau est l'une des substances nocives présentes dans les piles au lithium. Un excès d'eau peut entraîner des problèmes de sécurité tels que des courts-circuits, des dilatations et des ruptures à l'intérieur des piles au lithium. L'eau provenant des matières premières et du processus de production est la principale voie d'entrée de l'eau à l'intérieur des piles au lithium. Par conséquent, dans le processus de production des piles au lithium, la teneur en eau doit être strictement contrôlée pour garantir la sécurité des piles au lithium.
2. L'effet de l'eau sur les performances des piles au lithium
L'eau n'affecte pas seulement la sécurité de la pile au lithium, mais aussi ses performances. Une bonne quantité d'eau peut favoriser la réaction électrochimique de la pile au lithium, améliorer la capacité et les performances de la pile. charge et décharge de la batterie au lithium-ion.
Cependant, un excès d'eau entraîne une baisse des performances de la batterie et réduit sa durée de vie. Par conséquent, dans le processus de production des piles au lithium, la teneur en eau doit être strictement contrôlée pour obtenir les meilleures performances de la pile.
Dangers de l'eau pour les piles au lithium
Gonflement et fuite de la batterie
Si la teneur en eau de la batterie lithium-ion est trop élevée, elle réagit avec le sel de lithium de l'électrolyte pour former du HF :
H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF
L'acide fluorhydrique (HF) est un acide très corrosif qui détruit les performances des piles :
Le HF corrode les pièces métalliques à l'intérieur de la batterie, le boîtier de la batterie et le joint d'étanchéité, ce qui finit par provoquer la rupture de la batterie et des fuites.
Le HF détruit l'interface solide-électrolyte à l'intérieur de la batterie et réagit avec les principaux composants de la membrane SEI :
Enfin, la précipitation de LiF est générée à l'intérieur de la batterie, provoquant des réactions chimiques irréversibles des ions de lithium dans la batterie. anode de batterie lithium-ionL'énergie de la batterie est donc réduite, car elle consomme des ions lithium actifs.
Lorsqu'il y a suffisamment d'humidité, davantage de gaz est produit, et la pression à l'intérieur de la batterie augmente, ce qui entraîne une déformation de la batterie sous l'effet de la contrainte, et il y a un risque de gonflement de la batterie et de fuite.
Sur le marché, lors de l'utilisation de téléphones portables ou de produits électroniques numériques, la batterie se gonfle, le couvercle s'ouvre, la plupart de ces situations sont dues à la forte teneur en eau interne des batteries au lithium, la production de gaz étant causée par le gonflement.
La résistance interne de la batterie augmente
La résistance interne de la batterie est l'un des paramètres de performance les plus importants de la batterie, c'est le principal symbole pour mesurer la difficulté de transmission des ions et des électrons à l'intérieur de la batterie, ce qui affecte directement la durée du cycle et l'état de fonctionnement de la batterie ; plus la résistance interne est faible, plus la tension occupée lorsque la batterie est déchargée est faible, et plus elle produit d'énergie.
Lorsque la teneur en eau augmente, des précipitations de POF3 et de LiF sont générées à la surface de l'interface solide-électrolyte de la batterie, détruisant la densité et l'homogénéité de la membrane SEI, ce qui entraîne une augmentation progressive de la résistance interne de la batterie, et la capacité de décharge de la batterie diminue continuellement.
Durée de vie réduite
Une teneur en eau excessive détruit le film SEI de la batterie, la résistance interne augmente progressivement, la capacité de décharge de la batterie devient de plus en plus faible, et le temps d'utilisation de la batterie devient de plus en plus court chaque fois que la batterie est complètement chargée, le nombre de fois que la batterie peut être utilisée normalement (cycle) diminuera naturellement, et le temps d'utilisation (durée de vie) de la batterie sera raccourci.
Sources d'eau dans la production de piles au lithium
Dans le processus de fabrication des piles au lithium, la source d'humidité peut être divisée en plusieurs aspects :
1. Humidité apportée par les matières premières
Matériaux positifs et négatifs : les substances actives positives et négatives sont des particules de l'ordre du micron et du nanomètre, qui absorbent très facilement l'eau dans l'air ; en particulier, les substances actives ternaires ou binaires sont des particules de l'ordre du micron et du nanomètre. matériaux de cathode à forte teneur en Ni (nickel) ont une grande surface spécifique, et la surface du matériau est très facile à absorber l'eau et à réagir. Si l'environnement de stockage de la pièce de poteau revêtue est très humide, le revêtement de surface de la pièce de poteau absorbera rapidement l'humidité de l'air.
Électrolyte : le composant solvant dans le électrolyte pour batterie lithium-ion réagira avec les molécules d'eau ; le sel de lithium soluté dans l'électrolyte est également susceptible d'absorber de l'eau et de réagir chimiquement ; il y aura donc une certaine quantité d'eau à l'intérieur de l'électrolyte ; si l'électrolyte est stocké pendant une longue période ou à une température trop élevée dans l'environnement de stockage, la teneur en eau à l'intérieur de l'électrolyte augmentera également.
Séparateur : Le séparateur est un film plastique poreux (PP/PE) qui est également très absorbant.
2. l'eau ajoutée dans la fabrication de la feuille d'électrode
De l'eau sera ajoutée à la pulpe de l'électrode négative et mélangée aux matières premières, puis enduite, de sorte que la feuille de l'électrode négative elle-même contient de l'eau. Au cours du processus d'enrobage ultérieur, malgré le chauffage et le séchage, une grande partie de l'eau reste adsorbée dans l'enrobage de la pièce polaire.
3. Humidité de l'environnement de l'atelier
Humidité contenue dans l'air de l'atelier : L'humidité de l'air est généralement mesurée en humidité relative. Selon les saisons et les conditions météorologiques, l'humidité relative varie considérablement ; au printemps et en été, l'humidité de l'air est relativement élevée (plus de 60%), en automne et en hiver, l'air est plus sec et l'humidité est plus faible (moins de 40%) ; les jours de pluie, l'humidité de l'air est plus élevée, les jours ensoleillés, elle est plus faible. Ainsi, en fonction de l'humidité de l'air, la teneur en eau de l'air est différente.
Eau produite par le corps humain (sueur humaine, souffle expiré, eau de lavage des mains)
Eau apportée par divers matériaux auxiliaires et papiers (carton, chiffons, relevés)
Comment contrôler l'eau dans les piles au lithium ?
1. Contrôle des matières premières
Dans le processus de production des piles au lithium, le contrôle des matières premières est très important. Parmi celles-ci, les matières premières telles que l'électrolyte, le séparateur, les électrodes positives et négatives peuvent contenir de l'eau. Par conséquent, au cours du processus d'approvisionnement, ces matières premières doivent faire l'objet d'un contrôle de qualité rigoureux afin de s'assurer que leur teneur en eau est conforme à la norme.
Entre-temps, au cours du processus de stockage et d'utilisation, des mesures appropriées doivent être prises, telles que le stockage au sec et l'évitement de la lumière directe du soleil, afin de prévenir l'impact de l'eau sur les matières premières.
2. Contrôle du processus de production
Dans le lithium production de batteries une série de mesures doivent être prises pour contrôler l'eau. Par exemple, dans le processus de préparation des électrodes, il est nécessaire de s'assurer que le processus de mélange et d'enrobage des matériaux d'électrode n'introduit pas trop d'eau.
Parallèlement, dans le processus d'assemblage de la batterie, il est nécessaire de sélectionner le diaphragme et l'électrolyte appropriés, et de s'assurer que l'environnement d'assemblage présente une faible humidité relative. En outre, dans le processus de formation de la batterie, la température et le temps de formation doivent être contrôlés pour éviter l'influence de l'eau sur les performances de la batterie.
3. Sélection et contrôle des équipements
Dans le processus de production des piles au lithium, la sélection et le contrôle des équipements sont également très importants. Afin de contrôler efficacement la teneur en eau, il est nécessaire de choisir l'équipement et la technologie de séchage appropriés, tels que le séchage sous vide, le séchage à l'air chaud, etc.
Parallèlement, l'inspection et l'entretien réguliers de l'équipement de production sont également nécessaires au cours du processus de production afin de garantir son fonctionnement normal et d'éviter les fuites d'eau et d'autres problèmes.
4. Essais et analyses
Afin de s'assurer que la qualité et les performances des piles au lithium répondent aux exigences, la pile doit être testée et analysée. La détection de l'eau est un élément très important. Les méthodes de détection de l'eau couramment utilisées sont la chromatographie en phase gazeuse, la spectrométrie de masse, la méthode Karl Fischer, etc.
Ces méthodes de détection permettent de détecter efficacement la teneur en eau de la batterie et de la contrôler et de la traiter en conséquence. Parallèlement, le test de performance de la batterie doit également être effectué régulièrement pour comprendre l'utilisation de la batterie et la tendance des changements de performance.
Conclusion
Dans le processus de fabrication des piles au lithium, l'eau est un facteur d'influence très important. Afin de garantir que la qualité et les performances des piles au lithium répondent aux exigences, la teneur en eau doit être strictement contrôlée.
Grâce au contrôle et au traitement complets des matières premières, au processus de production, à l'équipement et aux essais, il est possible de garantir efficacement que la teneur en eau des piles au lithium répond aux exigences et d'obtenir les meilleures performances et la meilleure durée de vie des piles.
Chanceux
Bonjour, je m'appelle Lucky, je suis diplômé d'une université réputée en Chine, je me consacre maintenant principalement à la rédaction d'articles sur les batteries de moto au lithium et la station d'échange de batteries, je m'engage à offrir des services et des solutions sur la station d'échange de batteries pour diverses industries.
Impact de l'eau sur le processus de production des piles au lithium
Impact de l'eau sur le processus de fabrication des piles au lithium
1. Impact de l'eau sur la sécurité des piles au lithium
L'eau est l'une des substances nocives présentes dans les piles au lithium. Un excès d'eau peut entraîner des problèmes de sécurité tels que des courts-circuits, des dilatations et des ruptures à l'intérieur des piles au lithium. L'eau provenant des matières premières et du processus de production est la principale voie d'entrée de l'eau à l'intérieur des piles au lithium. Par conséquent, dans le processus de production des piles au lithium, la teneur en eau doit être strictement contrôlée pour garantir la sécurité des piles au lithium.
2. L'effet de l'eau sur les performances des piles au lithium
L'eau n'affecte pas seulement la sécurité de la pile au lithium, mais aussi ses performances. Une bonne quantité d'eau peut favoriser la réaction électrochimique de la pile au lithium, améliorer la capacité et les performances de la pile. charge et décharge de la batterie au lithium-ion.
Cependant, un excès d'eau entraîne une baisse des performances de la batterie et réduit sa durée de vie. Par conséquent, dans le processus de production des piles au lithium, la teneur en eau doit être strictement contrôlée pour obtenir les meilleures performances de la pile.
Dangers de l'eau pour les piles au lithium
Gonflement et fuite de la batterie
Si la teneur en eau de la batterie lithium-ion est trop élevée, elle réagit avec le sel de lithium de l'électrolyte pour former du HF :
H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF
L'acide fluorhydrique (HF) est un acide très corrosif qui détruit les performances des piles :
Le HF corrode les pièces métalliques à l'intérieur de la batterie, le boîtier de la batterie et le joint d'étanchéité, ce qui finit par provoquer la rupture de la batterie et des fuites.
Le HF détruit l'interface solide-électrolyte à l'intérieur de la batterie et réagit avec les principaux composants de la membrane SEI :
ROCO2Li + HF → ROCO2H + LiF
Li2CO3 + 2HF → H2CO3 + 2LiF
Enfin, la précipitation de LiF est générée à l'intérieur de la batterie, provoquant des réactions chimiques irréversibles des ions de lithium dans la batterie. anode de batterie lithium-ionL'énergie de la batterie est donc réduite, car elle consomme des ions lithium actifs.
Lorsqu'il y a suffisamment d'humidité, davantage de gaz est produit, et la pression à l'intérieur de la batterie augmente, ce qui entraîne une déformation de la batterie sous l'effet de la contrainte, et il y a un risque de gonflement de la batterie et de fuite.
Sur le marché, lors de l'utilisation de téléphones portables ou de produits électroniques numériques, la batterie se gonfle, le couvercle s'ouvre, la plupart de ces situations sont dues à la forte teneur en eau interne des batteries au lithium, la production de gaz étant causée par le gonflement.
La résistance interne de la batterie augmente
La résistance interne de la batterie est l'un des paramètres de performance les plus importants de la batterie, c'est le principal symbole pour mesurer la difficulté de transmission des ions et des électrons à l'intérieur de la batterie, ce qui affecte directement la durée du cycle et l'état de fonctionnement de la batterie ; plus la résistance interne est faible, plus la tension occupée lorsque la batterie est déchargée est faible, et plus elle produit d'énergie.
Lorsque la teneur en eau augmente, des précipitations de POF3 et de LiF sont générées à la surface de l'interface solide-électrolyte de la batterie, détruisant la densité et l'homogénéité de la membrane SEI, ce qui entraîne une augmentation progressive de la résistance interne de la batterie, et la capacité de décharge de la batterie diminue continuellement.
Durée de vie réduite
Une teneur en eau excessive détruit le film SEI de la batterie, la résistance interne augmente progressivement, la capacité de décharge de la batterie devient de plus en plus faible, et le temps d'utilisation de la batterie devient de plus en plus court chaque fois que la batterie est complètement chargée, le nombre de fois que la batterie peut être utilisée normalement (cycle) diminuera naturellement, et le temps d'utilisation (durée de vie) de la batterie sera raccourci.
Sources d'eau dans la production de piles au lithium
Dans le processus de fabrication des piles au lithium, la source d'humidité peut être divisée en plusieurs aspects :
1. Humidité apportée par les matières premières
2. l'eau ajoutée dans la fabrication de la feuille d'électrode
De l'eau sera ajoutée à la pulpe de l'électrode négative et mélangée aux matières premières, puis enduite, de sorte que la feuille de l'électrode négative elle-même contient de l'eau. Au cours du processus d'enrobage ultérieur, malgré le chauffage et le séchage, une grande partie de l'eau reste adsorbée dans l'enrobage de la pièce polaire.
3. Humidité de l'environnement de l'atelier
Comment contrôler l'eau dans les piles au lithium ?
1. Contrôle des matières premières
Dans le processus de production des piles au lithium, le contrôle des matières premières est très important. Parmi celles-ci, les matières premières telles que l'électrolyte, le séparateur, les électrodes positives et négatives peuvent contenir de l'eau. Par conséquent, au cours du processus d'approvisionnement, ces matières premières doivent faire l'objet d'un contrôle de qualité rigoureux afin de s'assurer que leur teneur en eau est conforme à la norme.
Entre-temps, au cours du processus de stockage et d'utilisation, des mesures appropriées doivent être prises, telles que le stockage au sec et l'évitement de la lumière directe du soleil, afin de prévenir l'impact de l'eau sur les matières premières.
2. Contrôle du processus de production
Dans le lithium production de batteries une série de mesures doivent être prises pour contrôler l'eau. Par exemple, dans le processus de préparation des électrodes, il est nécessaire de s'assurer que le processus de mélange et d'enrobage des matériaux d'électrode n'introduit pas trop d'eau.
Parallèlement, dans le processus d'assemblage de la batterie, il est nécessaire de sélectionner le diaphragme et l'électrolyte appropriés, et de s'assurer que l'environnement d'assemblage présente une faible humidité relative. En outre, dans le processus de formation de la batterie, la température et le temps de formation doivent être contrôlés pour éviter l'influence de l'eau sur les performances de la batterie.
3. Sélection et contrôle des équipements
Dans le processus de production des piles au lithium, la sélection et le contrôle des équipements sont également très importants. Afin de contrôler efficacement la teneur en eau, il est nécessaire de choisir l'équipement et la technologie de séchage appropriés, tels que le séchage sous vide, le séchage à l'air chaud, etc.
Parallèlement, l'inspection et l'entretien réguliers de l'équipement de production sont également nécessaires au cours du processus de production afin de garantir son fonctionnement normal et d'éviter les fuites d'eau et d'autres problèmes.
4. Essais et analyses
Afin de s'assurer que la qualité et les performances des piles au lithium répondent aux exigences, la pile doit être testée et analysée. La détection de l'eau est un élément très important. Les méthodes de détection de l'eau couramment utilisées sont la chromatographie en phase gazeuse, la spectrométrie de masse, la méthode Karl Fischer, etc.
Ces méthodes de détection permettent de détecter efficacement la teneur en eau de la batterie et de la contrôler et de la traiter en conséquence. Parallèlement, le test de performance de la batterie doit également être effectué régulièrement pour comprendre l'utilisation de la batterie et la tendance des changements de performance.
Conclusion
Dans le processus de fabrication des piles au lithium, l'eau est un facteur d'influence très important. Afin de garantir que la qualité et les performances des piles au lithium répondent aux exigences, la teneur en eau doit être strictement contrôlée.
Grâce au contrôle et au traitement complets des matières premières, au processus de production, à l'équipement et aux essais, il est possible de garantir efficacement que la teneur en eau des piles au lithium répond aux exigences et d'obtenir les meilleures performances et la meilleure durée de vie des piles.