在生产过程中,人员、设备、原材料、方法、和环境是影响产品质量的主要因素,和生产的过程磷酸铁锂动力电池也不例外。人员和设备属于管理的范畴,所以我们主要讨论最后三个影响因素。
失败的杂质造成的电池电极活性材料
磷酸铁锂的合成过程中,会有少量的杂质如Fe2O3、Fe2P、铁、等,这些杂质会降低表面的负电极,可以刺穿隔膜,导致内部短路。磷酸铁锂是暴露在空气中很长一段时间,电池和水分将会恶化。其老化机制:非晶形成磷酸铁表面的材料老化的早期阶段,和当地的成分和结构类似于磷酸铁锂(哦);磷酸铁锂是不断消耗,显示体积的增加;之后,慢慢的再结晶形成磷酸铁锂(哦)。是磷酸铁锂电化学惰性Li3PO4杂质。杂质含量越高的石墨阳极(主要是铝和铁),不可逆容量损失越大(可逆容量损失越小)。
电池的失败造成的化学方法
活跃的锂离子的不可逆损失首先表现在锂离子在固体电解质界面膜的形成(SEI膜)。研究发现,增加锂离子的形成温度将导致更多的不可逆损失,因为在SEI膜无机成分的比例将会增加当温度增加,形成的气体释放在转换的过程中有机无机组件组件ROCO2Li Li2CO3 SEI膜,它将导致更多的缺陷和溶剂化锂离子通过这些缺陷将插入到大量石墨负极。
在形成过程中,形成的SEI膜的组成和厚度电流的充电都是一致的,但它是耗时;大电流充电会导致更多的副反应,导致不可逆的增加锂离子损失,和消极的界面阻抗也将增加,但是节省了能源。目前,小电流恒流的形成模式和大电流恒流和恒压,可考虑两者的优点。电化学方法被用来进一步证明电池的激活影响SEI膜的稳定性。SEI膜的稳定性越高,电池的自放电率越低。
电池故障由于水分在生产环境中
在实际生产中,电池将不可避免地接触到空气。因为大多数正极和负极材料的微米或纳米粒子,在电解质和溶剂分子的电负性羰基组和亚稳碳-碳双键,很容易吸收空气中的水分。
水分子与锂盐反应(尤其是LiPF6)电解质,这不仅分解和消耗电解质(分解形成PF5),而且还会产生一种酸性物质高频。然而,PF5和高频都将摧毁SEI膜,和高频也将促进磷酸铁锂活性材料的腐蚀。水分子也delithiate lithium-intercalated石墨阳极,形成氢氧化锂SEI膜的底部。此外,电解液中的溶解的氧气也会加速磷酸铁锂电池的老化。
在生产过程中,除了影响电池的性能,生产工艺的主要因素导致失败的磷酸铁锂动力电池含有杂质的原材料(包括水)和形成的过程,所以材料的纯度,环境湿度的控制,形成的方法等因素似乎是至关重要的。
