锂电池生产厂家科普锂离子电池化成步骤与化成工艺

来源：存能电气  日期：2019-11-07 15:33  浏览量：次

　　锂电池生产厂家科普锂离子电池化成步骤与化成工艺。锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，无记忆效应等特性，在消费品、储能、电动汽车等领域有广泛应用。随着电池容量提升，极片压实密度增大，电解液注液量增加，浸润困难，对化成工艺提出了更高的要求。接下来锂电池生产厂家科普锂离子电池化成步骤与化成工艺。

　　什么是锂离子电池化成

　　锂离子电池化成是指锂离子电池第一次充电的过程，目的是使电池具有电化学活性。化成是在负极表面形成一层固体电解质界面膜(SEI膜)，SEI膜具有固体电解质性质，是电子绝缘体。但这种SEI膜却是Li+的优良导体，Li+能够自由地通过SEI膜。SEI膜的主要成分是Li2CO3、LiF、LiOH、ROCO2Li、ROLi等物质。SEI膜的质量与化成的工艺具有很大的相关性，如果化成制度不好，就不能形成高品质的SEI膜，进而会对电池的循环寿命和电化学性能产生不利影响。

　　化成工序能够激活锂离子电池的正负极活性物质进行电化学反应，同时电解液成膜成分在负极表面形成固体电解质界面膜(SEI膜)，有效阻止溶剂与负极活性物质的反应，允许锂离子通过进行脱嵌。锂离子电池化成状态的优良直接影响电池的负极界面，容量发挥，自放电，循环性能，安全性能等。

　　锂离子电池化成步骤

　　步骤①：电子由集流体-导电剂-石墨颗粒内部传递到待形成SEI膜的A点；

　　步骤②：溶剂化的锂离子在溶剂的包裹下，从正极扩散至正在生成的SEI膜表层的B点；

　　步骤③：A点的电子通过电子隧道效应扩散至B点；

　　步骤④：跃迁至B点的电子与锂盐、溶剂化锂离子、成膜剂等反应，在原有SEI膜表层继续生成SEI膜，从而使得石墨颗粒表层SEI膜厚度不断增加，最终形成完整的SEI膜。

　　锂离子电池化成工艺

　　在锂电池进行第一次充电过程中，Li+从正极活物质中脱出，经过电解液-隔膜-电解液后，嵌入负极石墨材料层间。在此过程中，电子沿着外围电路从正极迁移到负极。此时，由于锂离子嵌入石墨负极电位较低电子会先与电解液反应生成SEI膜和部分气体。

　　电池在储存阶段少数电池出现气胀，其产生气体原因可能是：一是由于电池密封性能不好，外界的水分以及空气的渗入，导致气体中CO2显著增加，且同时出现相当量的O2和N2。同时水分的渗入导致HF产生，会破坏SEI层；二是化成首次形成的SEI层不稳定，在储存阶段SEI层被破坏，为了修复SEI层，复又释放出气体，主要以烃类气体为主。

　　随着市场需求的不断增强，生产企业对锂离子电池的生产效率和生产质量有了越来越高的要求。锂电池应用于高能量密度电池时有不足，采用一次注液，注液效率低，注液后老化时间短，电解液不能充分浸润，化成时电解液容易溅出，腐蚀设备和电池壳体，污染环境，且化成过程中抽负压对设备要求高。