聚合物锂离子电池气胀问题的研究

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电池气胀是制约聚合物锂离子电池生产应用的难点。为了研究电池在存储期间气胀的影响因素,试验按照Bellcore工艺制备了规格为053048型聚合物锂离子电池,并通过改变工艺参数来模拟电池气胀。采用交流阻抗和循环伏安法分析了电池的电化学特性;电性能的比较则通过电池充放电循环来衡量;利用气相色谱对电池生成气体的分析,研究了电池在各种条件下的气胀机理;真空烘烤是控制电池水分的关键工艺。交流阻抗显示电池0.3C化成比0.8C化成形成的SEI膜更厚、更致密。化成工艺则表明大电流化成不利于锂离子的充分活化。色谱分析发现小电流化成的电池存储阶段主要生成CH4,大电流化成则生成的气体以H2最多。电池采用50℃化成时不可逆容量比常温化成约多25mAh,交流阻抗测试表明高温化成SEI膜阻抗显著增大,这说明高温化成有利于SEI膜的稳定,避免电池气胀。气胀电池充放电循环过程中气体的变化有3种方式。在解剖气胀电池时发现正极极耳腐蚀明显,SEM反映了腐蚀坑的存在,EDS表明腐蚀产物中有F、P、Si。正极极耳腐蚀属于铝的点蚀,由电池内产生的HF引起;腐蚀产物疏松、与极耳胶结合力差,使电池密封性降低;大气从腐蚀产物的微孔渗入电池内部,使电池气胀。
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