鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:13153次 | 2018年05月29日
鋰離子電池的正極材料中混入了金屬異物會(huì)怎么樣?
當(dāng)正極材料中存在鐵(Fe)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銀(Ag)等金屬雜質(zhì)時(shí),電池化成階段的電壓達(dá)到這些金屬元素的氧化還原電位后,這些金屬就會(huì)先在正極氧化再到負(fù)極還原,當(dāng)負(fù)極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度,其沉積金屬堅(jiān)硬的棱角就會(huì)刺穿隔膜,造成電池自放電[2]。自放電對(duì)鋰離子電池會(huì)造成致命的影響,因而從源頭上防止金屬異物的引入就顯得格外重要。
正極材料生產(chǎn)工序較多,制造過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有金屬異物引入的風(fēng)險(xiǎn),這就對(duì)材料供應(yīng)商的設(shè)備自動(dòng)化程度及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理水平提出了更高要求。但材料供應(yīng)商往往由于成本限制,其設(shè)備自動(dòng)化程度較低,生產(chǎn)制造工序斷點(diǎn)較多,不可控的風(fēng)險(xiǎn)增加。因此,電池制造商為了保證電池性能穩(wěn)定,預(yù)防自放電發(fā)生,必須推動(dòng)材料供應(yīng)商從人、機(jī)、料、法、環(huán)五大方面防止金屬異物引入。
首先從人員管控開始,應(yīng)禁止員工攜帶金屬異物進(jìn)入車間,禁止佩戴首飾,進(jìn)入車間應(yīng)著工作服、工作鞋,戴手套,避免接觸金屬異物后再接觸粉料。要建立監(jiān)督檢查機(jī)制,培養(yǎng)員工的質(zhì)量意識(shí),使其自覺遵守并維護(hù)車間環(huán)境。
生產(chǎn)設(shè)備是異物引入的主要環(huán)節(jié),比如跟物料接觸的設(shè)備部件和工具出現(xiàn)生銹、固有材質(zhì)磨損等現(xiàn)象;未直接跟物料接觸的設(shè)備部件和工具,粉塵粘附后因車間氣流作用漂浮到物料中。根據(jù)影響程度,可采取不同的處理方式,如刷漆、更換為非金屬材質(zhì)涂層(塑料、陶瓷類)、裸露金屬部件進(jìn)行包裹等。管理者還應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)章制度,對(duì)如何管理金屬異物進(jìn)行明確規(guī)定,制定點(diǎn)檢表,要求員工定期檢查,防患于未然。
原材料是正極材料中金屬異物的直接來源,應(yīng)對(duì)購買的原材料進(jìn)行金屬異物含量的規(guī)定,入廠后應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn),保證其含量在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果原材料的金屬異物含量超標(biāo),后續(xù)工序很難將其除去。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
為了除去金屬異物,電磁除鐵已成為生產(chǎn)正極材料的必經(jīng)工序,電磁除鐵機(jī)被普遍使用,但該設(shè)備對(duì)非磁性金屬物質(zhì)如銅、鋅等不起作用,因此車間應(yīng)避免銅、鋅部件的使用,如必須要用到也盡量不要與粉料直接接觸或裸露在空氣中。此外,電磁除鐵機(jī)的安裝位置、安裝個(gè)數(shù)、參數(shù)設(shè)置等對(duì)除鐵效果也有一定影響。
為了保證車間環(huán)境,實(shí)現(xiàn)車間正壓,建立雙重門、風(fēng)淋門避免外界粉塵流入車間污染物料也是很必要的措施,同時(shí)車間設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)避免生銹,地面也要進(jìn)行刷漆并定期除磁。