鋰電池與我們生活息息相關(guān)，扮演著不可或缺的角色。比如我們每天不離手的手機(jī)以及筆記本電腦，家用電器等。作為交通工具的飛機(jī)、混合動(dòng)力車、電動(dòng)車等對(duì)鋰離子電池的需求也顯著增加。在鋰離子電池的制造過(guò)程中，有很多東西是必須嚴(yán)格控制的，一是粉塵，二是金屬顆粒，三是水分。
二、水分對(duì)鋰電池的影響及市場(chǎng)現(xiàn)狀
2.1水分會(huì)對(duì)鋰離子電池造成哪些不良影響？
主要表現(xiàn)為電池容量小，放電時(shí)間變短，內(nèi)阻增大，循環(huán)容量衰減，電池膨脹等現(xiàn)象，因此在鋰離子電池的制作過(guò)程中，必須要嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度和正負(fù)極材料、隔膜、電解液的含水量。
2.2鋰離子電池水分控制方法檢測(cè)現(xiàn)狀？
目前市場(chǎng)上水分含量測(cè)定的技術(shù)方法常用的是加熱失重法和卡爾費(fèi)休法，由于鋰電池行業(yè)所測(cè)樣品含水量極低，樣品狀態(tài)不同，如石墨，隔膜，電極，電解液等，化學(xué)卡爾費(fèi)修方法耗材量大，試劑很難與樣品產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，試劑對(duì)使用人員身體傷害大，因此企業(yè)都會(huì)選用加熱失重法水分測(cè)定儀10PPM精度來(lái)測(cè)試樣品。
三、分析與方法
3.1儀器
CS-115電池專用款快速水分檢測(cè)儀
3.2技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)
特點(diǎn)：
●專業(yè)水份測(cè)定，從開(kāi)始到結(jié)束提供快的速度
●超大彩色觸摸屏，明亮且易于閱覽顯示屏
●先進(jìn)的鹵素環(huán)形燈技術(shù)是確保快速加熱和溫度控制的關(guān)鍵，終結(jié)果在短的時(shí)間內(nèi)發(fā)布
●獨(dú)特的測(cè)試物質(zhì)，驗(yàn)證環(huán)形燈總體性能，適用快速加熱并迅速獲得結(jié)果操作簡(jiǎn)單，只需輕觸屏幕點(diǎn)擊測(cè)試即可
●堅(jiān)固結(jié)構(gòu)，適用于車間，實(shí)驗(yàn)室，野外等地測(cè)試
●智能功能，實(shí)現(xiàn)有據(jù)可查的性能
1.1微型打印機(jī)一臺(tái)
1.2電腦連接軟件一套
3.3鋰離子電池水分測(cè)定原理
CS-115電池原料水分分析儀液晶觸摸屏顯示操作采用率的烘干加熱器-高品質(zhì)的環(huán)狀燈管，對(duì)樣品進(jìn)行快速、均勻的加熱，樣品的水份持續(xù)不斷的被烘干。整個(gè)測(cè)量過(guò)程，儀器全自動(dòng)的實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果：樣品重量、含水量、測(cè)定時(shí)間、加熱溫度等；應(yīng)用了國(guó)際烘箱干燥法原理，測(cè)定結(jié)果與烘箱法水分測(cè)定具有良好的一致性，工作效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烘箱法水分測(cè)定，一般樣品只需要幾分鐘即可測(cè)量完畢，因此受到廣大用戶的青睞與好評(píng)。
3.4鋰離子電池水分測(cè)定方法
1、把儀器放在平面的試驗(yàn)臺(tái)上，掀開(kāi)加熱筒，放上配件（三腳架、托架、樣品盤），開(kāi)機(jī)儀器自動(dòng)預(yù)熱
2、儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)的方法：放入20克砝碼，點(diǎn)擊屏幕上的“校準(zhǔn)”按鍵即可
3、取樣品均勻地放在稱量盤上合上加熱筒，接著按“開(kāi)始測(cè)試”鍵，加熱燈亮，儀器進(jìn)行測(cè)試；
4、測(cè)定過(guò)程中，屏幕上實(shí)時(shí)顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)（水分、干重、取樣量、時(shí)間、溫度等）
5、測(cè)定結(jié)束儀器自動(dòng)停止并鎖定水分值及相關(guān)數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)后清理樣品盤內(nèi)干重（備注：配有打印機(jī)時(shí)點(diǎn)擊屏幕打印功能直接打印相關(guān)的數(shù)據(jù)）
鋰離子單體電池可能是通過(guò)堆疊不同的電極片，或者通過(guò)卷繞電極片成蛋糕卷形構(gòu)成典型的圓柱體單體電池，電極片的堆疊貨卷繞可能被潛入剛性的有襯墊的密封外殼內(nèi)，激光焊接的剛性外殼內(nèi)，或者熱密封的鋁塑袋內(nèi)?！ ∫粋€(gè)鋰離子電池組可以由與輔助的保護(hù)電路包裝在一起的一個(gè)或多個(gè)單體電池組成，并聯(lián)單體電池可以增加電池組的容量，串聯(lián)單體電池可以增加電池組的電壓，因此，大多數(shù)電池組都表明其標(biāo)稱電壓，可以用來(lái)推斷串聯(lián)單體電池的數(shù)量，以Ah或Wh表明的容量可以推算并聯(lián)單體電池的容量?！ ?duì)于大型電池組，單體電池可以連接（并聯(lián)或串聯(lián)）成模組。模組可以再連接成電池組?！ 误w電池是由被微孔聚乙烯或聚丙烯隔膜隔離的正負(fù)極構(gòu)成的一個(gè)電化學(xué)體系。電池在充放電過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)。電解質(zhì)為離子導(dǎo)體，確保正負(fù)極間的例子傳遞，電極和隔膜可以被卷成Jelly Roll形或平行層疊在一起，然后放入鋁殼。不銹鋼貨鋁塑包裝內(nèi)?！ ∫话憷与姵匕凑杖缦虏襟E產(chǎn)生：涂政府極活性材料于薄的經(jīng)書薄膜上，在正負(fù)極之間加入隔膜然后卷繞，將卷好的電極放入電池外殼中，注入電解液，最后密封，這一生產(chǎn)過(guò)程可以粗略的分為一下五個(gè)主要過(guò)程： 1、正負(fù)極材料的混漿，涂覆，切片，碾壓過(guò)程； 2、正極，負(fù)極和隔膜的卷繞過(guò)程； 3、纏繞的電池芯裝入電池外殼內(nèi)和注入電解液過(guò)程； 4、密封過(guò)程； 5、定型，老化和單體電池的選擇過(guò)程； 5.1混漿與電機(jī)圖層； 在電機(jī)構(gòu)成的過(guò)程中，活性材料涂覆在金屬膜上，正極由活性材料，導(dǎo)電劑和粘接劑構(gòu)成?！ ?.2單體電池的組成；
以上是關(guān)于鋰離子電池的生產(chǎn)過(guò)程，希望能夠給您幫助。
1、水分
過(guò)多的水分會(huì)與正負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)、破壞其結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響循環(huán)，同時(shí)水分過(guò)多也不利于SEI膜的形成，但在痕量的水分難以除去的同時(shí)，痕量的水也可以一定程度上保證電芯的性能。
2、正負(fù)極壓實(shí)
正負(fù)極壓實(shí)過(guò)高，雖然可以提高電芯的能量密度，但是也會(huì)一定程度上降低材料的循環(huán)性能，從理論來(lái)分析，壓實(shí)越大，相當(dāng)于對(duì)材料的結(jié)構(gòu)破壞越大，而材料的結(jié)構(gòu)是保證鋰離子電池可以循環(huán)使用的基礎(chǔ)；此外，正負(fù)極壓實(shí)較高的電芯難以保證較高的保液量，而保液量是電芯完成正常循環(huán)或更多次的循環(huán)的基礎(chǔ)。
3、測(cè)試的客觀條件
測(cè)試過(guò)程中的充放電倍率、截止電壓、充電截止電流、測(cè)試中的過(guò)充過(guò)放、測(cè)試房溫度、測(cè)試過(guò)程中的突然中斷、測(cè)試點(diǎn)與電芯的接觸內(nèi)阻等外界因素，都會(huì)或多或少影響循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果，另外，不同的材料對(duì)上述客觀因素的敏感程度各不相同，統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)并且了解共性及重要材料的特性應(yīng)該就足夠日常工作使用了。
4、負(fù)極過(guò)量
負(fù)極過(guò)量的原因除了需要考慮首次不可逆容量的影響和涂布膜密度偏差之外，對(duì)循環(huán)性能的影響也是一個(gè)考量，對(duì)于鈷酸鋰加石墨體系而言，負(fù)極石墨成為循環(huán)過(guò)程中的"短板"一方較為常見(jiàn)，若負(fù)極過(guò)量不充足，電芯可能在循環(huán)前并不析鋰，但是循環(huán)幾百次后正極結(jié)構(gòu)變化甚微但是負(fù)極結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重而無(wú)法完全接收正極提供的鋰離子從而析鋰，造成容量過(guò)早下降。
5、涂布膜密度
單一變量的考慮膜密度對(duì)循環(huán)的影響幾乎是一個(gè)不可能的任務(wù)，膜密度不一致要么帶來(lái)容量的差異、要么是電芯卷繞或疊片層數(shù)的差異，對(duì)同型號(hào)同容量同材料的電芯而言，降低膜密度相當(dāng)于增加一層或多層卷繞或疊片層數(shù)，對(duì)應(yīng)增加的隔膜可以吸收更多的電解液以保證循環(huán)，考慮到更薄的膜密度可以增加電芯的倍率性能、極片及裸電芯的烘烤除水也會(huì)容易些，當(dāng)然太薄的膜密度涂布時(shí)的誤差可能更難控制，活性物質(zhì)中的大顆粒也可能會(huì)對(duì)涂布、滾壓造成負(fù)面影響，更多的層數(shù)意味著更多的箔材和隔膜，進(jìn)而意味著更高的成本和更低的能量密度，所以，評(píng)估時(shí)也需要均衡考量。
6、材料種類
材料的選擇是影響鋰離子電池性能的第一要素，選擇了循環(huán)性能較差的材料，工藝再合理、制成再完善，電芯的循環(huán)也必然無(wú)法保證；選擇了較好的材料，即使后續(xù)制成有些許問(wèn)題，循環(huán)性能也可能不會(huì)差的過(guò)于離譜，從材料角度來(lái)看，一個(gè)全電池的循環(huán)性能，是由正極與電解液匹配后的循環(huán)性能、負(fù)極與電解液匹配后的循環(huán)性能這兩者中，較差的一者來(lái)決定的，材料的循環(huán)性能較差，一方面可能是在循環(huán)過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)變化過(guò)快從而無(wú)法繼續(xù)完成嵌鋰脫鋰，一方面可能是由于活性物質(zhì)與對(duì)應(yīng)電解液無(wú)法生成致密均勻的SEI膜造成活性物質(zhì)與電解液過(guò)早發(fā)生副反應(yīng)而使電解液過(guò)快消耗進(jìn)而影響循環(huán)。在電芯設(shè)計(jì)時(shí)，若一極確認(rèn)選用循環(huán)性能較差的材料，則另一極無(wú)需選擇循環(huán)性能較好的材料，浪費(fèi)。
7、電解液量
電解液量不足對(duì)循環(huán)產(chǎn)生影響主要有三個(gè)原因，一是注液量不足，二是雖然注液量充足但是老化時(shí)間不夠或者正負(fù)極由于壓實(shí)過(guò)高等原因造成的浸液不充分，三是隨著循環(huán)電芯內(nèi)部電解液被消耗完畢。第三點(diǎn)，正負(fù)極特別是負(fù)極與電解液的匹配性的微觀表現(xiàn)為致密且穩(wěn)定的SEI的形成，而右眼可見(jiàn)的表現(xiàn)，既為循環(huán)過(guò)程中電解液的消耗速度，不完整的SEI膜一方面無(wú)法有效阻止負(fù)極與電解液發(fā)生副反應(yīng)從而消耗電解液，一方面在SEI膜有缺陷的部位會(huì)隨著循環(huán)的進(jìn)行而重新生成SEI膜從而消耗可逆鋰源和電解液。不論是對(duì)循環(huán)成百甚至上千次的電芯還是對(duì)于幾十次既跳水的電芯，若循環(huán)前電解液充足而循環(huán)后電解液已經(jīng)消耗完畢，則增加電解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循環(huán)性能。
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