鉅大LARGE | 點擊量:4453次 | 2022年02月18日
鋰離子電池的正極材料中混入了金屬異物會怎樣
當正極材料中存在鐵(Fe)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銀(Ag)等金屬雜質時,電池化成階段的電壓達到這些金屬元素的氧化還原電位后,這些金屬就會先在正極氧化再到負極還原,當負極處的金屬單質累積到一定程度,其沉積金屬堅硬的棱角就會刺穿隔膜,造成電池自放電[2]。自放電對鋰離子電池會造成致命的影響,因而從源頭上防止金屬異物的引入就顯得格外重要。
正極材料生產工序較多,制造過程中的每一個環(huán)節(jié)都會有金屬異物引入的風險,這就對材料供應商的設備自動化程度及現(xiàn)場質量管理水平提出了更高要求。但材料供應商往往由于成本限制,其設備自動化程度較低,生產制造工序斷點較多,不可控的風險增加。因此,電池制造商為了保證電池性能穩(wěn)定,預防自放電發(fā)生,必須推動材料供應商從人、機、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,應禁止員工攜帶金屬異物進入車間,禁止佩戴首飾,進入車間應著工作服、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)督檢查機制,培養(yǎng)員工的質量意識,使其自覺遵守并維護車間環(huán)境。
生產設備是異物引入的主要環(huán)節(jié),比如跟物料接觸的設備部件和工具出現(xiàn)生銹、固有材質磨損等現(xiàn)象;未直接跟物料接觸的設備部件和工具,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、更換為非金屬材質涂層(塑料、陶瓷類)、裸露金屬部件進行包裹等。管理者還應制定相應的規(guī)章制度,對如何管理金屬異物進行明確規(guī)定,制定點檢表,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,應對購買的原材料進行金屬異物含量的規(guī)定,入廠后應嚴格檢驗,保證其含量在規(guī)定的范圍內。如果原材料的金屬異物含量超標,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正極材料的必經(jīng)工序,電磁除鐵機被普遍使用,但該設備對非磁性金屬物質如銅、鋅等不起作用,因此車間應避免銅、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,電磁除鐵機的安裝位置、安裝個數(shù)、參數(shù)設置等對除鐵效果也有一定影響。
為了保證車間環(huán)境,實現(xiàn)車間正壓,建立雙重門、風淋門避免外界粉塵流入車間污染物料也是很必要的措施,同時車間設備、鋼結構應避免生銹,地面也要進行刷漆并定期除磁。
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