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为什么锂电池无尘车间需要监测露点?-清阳工程

发布时间:2025-03-06 15:31:58

在锂离子电池的生产制造进程中,对环境湿度的把控非常严苛,需要在温湿度严格控制的无尘车间中进行生产活动。这主要是由于一旦水分失控或者粗化控制不当,便会给电解液带来严重的负面影响。电解液作为锂离子电池中离子传输的关键载体,由锂盐与有机溶剂构成,是锂离子电池得以具备高电压、高比能等卓越优势的重要保障。而水分超标会对电解液产生一系列严重的不良后果:
 
电解液变质
 
电解液作为电池内离子传导的媒介,由锂盐和有机溶剂组合而成。在锂电池的正、负极之间,电解液承担着传导离子的重任,是锂离子电池实现高电压、高比能等特性的必要条件。在电池注液环节,必须确保环境湿度低于1%,并且注液后需迅速封口,以隔绝电池内部与空气的接触。倘若水分含量过高,电解液会与水分发生反应,生成微量有害气体,不仅会对注液房的环境造成不良影响,还会损害电解液自身的品质,进而致使电池性能不佳。
 
电池容量变小
 
电池的首次放电容量会随着电池内水分含量的增多而降低。当水分过高时,电解液的有效成分会遭到破坏,锂离子也会随之损耗,使得锂离子在电池负极片发生不可逆的化学反应。锂离子的消耗直接导致电池容量的减少。
 
内阻增大
 
随着电池水分含量的上升,内阻呈现出上升的态势。在电池的使用过程中,只有内阻较小,才能够实现大电流放电,从而使电池具备较高的功率;反之,若内阻过大,电池便无法进行大电流放电,功率自然也就较低。水分超标会对锂电池中SEI薄膜的质量产生影响,进而改变电池的内阻。
 
电池内部压力过大
 
水会与电解液中的LiPF6发生反应,生成有害气体。当水分过多时,电池内部压力增大,致使电池受力变形。以手机电池为例,便会出现鼓壳现象;若内部压力进一步升高,电池就会面临爆炸的风险,爆炸时不仅会导致电解液喷溅,电池碎片还有可能伤人。
 
电池漏液
 
电解液中的LiPF6与水分反应,除了生成气体之外,还会产生具有强腐蚀性的氢氟酸。这种酸能够腐蚀电池内部的金属零件,最终导致电池漏液。一旦电池发生漏液,其性能将急剧下降,而且电解液还会对使用者的设备造成腐蚀。
 
综上所述,电解液以及正负极材料对水分非常敏感。为确保电池的品质,必须严格管控车间及手套箱内的水分,尤其是电芯烘烤、注液、封口等关键工序,务必在湿度低于1%的环境下进行,以防止水分侵入电解液。在此过程中,通常借助露点温度值的变化来反映湿度的波动情况,一般需将露点温度控制在 -45℃以下,营造更为干燥的环境。


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