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锂离子电池的正极材料水分超标会有什么影响?

内容摘要:正极材料大都是微米或纳米级颗粒,极易吸收空气中的水分,特别是Ni含量高的三元材料。在制备正极浆料时,如果正极材料水分高,在进行浆料搅拌过程中NMP吸水后会造成PVDF溶解度降低,导致浆料凝胶成果冻状,影响加工性能。制成电池后,其容量、内阻、循环和倍率等都会受到影响,因此正极材料的水分与金属异物一样要作为重点管控项目。

正极材料大都是微米或纳米级颗粒,极易吸收空气中的水分,特别是Ni含量高的三元材料。在制备正极浆料时,如果正极材料水分高,在进行浆料搅拌过程中NMP吸水后会造成PVDF溶解度降低,导致浆料凝胶成果冻状,影响加工性能。制成电池后,其容量、内阻、循环和倍率等都会受到影响,因此正极材料的水分与金属异物一样要作为重点管控项目。

锂离子电池的正极材料水分超标会有什么影响?

  产线设备自动化程度越高,粉料在空气中暴露的时间越短,水分引入也就越少。推动材料供应商提高设备自动化程度,如实现全程管道输送,监控管道露点,安装机械手实现自动装料、下料对防止水分引入贡献巨大。但有些材料供应商受限于厂房设计或是成本压力,设备自动化程度不高、制造工序断点较多时就要严格控制粉料暴露时间,中转过程的粉料最好使用充氮气的桶盛装。生产车间的温湿度也是一项重点管控指标,理论上讲露点越低越有利。大多数材料供应商会重点关注烧结工序之后的水分控制,他们认为1000度左右的烧结温度可以除去粉料中的大部分水分,只要严格控制烧结工序之后到包装这个阶段的水分引入,基本可以保证材料水分不超标。当然这并不意味着烧结工序之前就不需要控制水分,因为如果前工序水分引入过多,烧结效率和材料的微观形态都会受到影响。此外,包装方式也是很重要的,大部分材料供应商采用铝塑袋抽真空的包装方式,目前看来这种方式还是最经济有效的。

  当然材料设计不同,吸水性也会有较大差异,比如包覆材料差异、比表面积差异等都会影响其吸水性。有些材料供应商虽然在制造过程中防止了水分的引入,但材料本身却具有易吸水的特性,制成极片后水分极难烘出,这就给电池制造商造成了麻烦。因此,在开发新材料时应考虑到吸水性的问题,开发出普适性更高的材料,这对供需双方都大有好处。

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