锂电池厂家详解:锂电池化成的两个主要作用

锂电池厂家在生产锂电池的时候,是由一个个工艺步骤紧密联系起来的过程。今天咱们就来说说锂电池的化成的主要作用。
 
关于化成(Pre-formation)的概念,就是对制造出来的锂电池进行一次小电流的充放电。在锂电池制作完成后,需要对电池进行小电流的充放电。关于预充电的目的,主要是两个:
 
1、电池制作完成后,电极材料并不是处在较佳适用状态,或者物理性质不合适(例如颗粒太大,接触不紧密等),或者物相本身不对(例如一些合金机理的金属氧化物负极),需要进行首次充放电对其激活。
 
锂电池分析
 
2、在锂电池进行第一次充电过程中,Li+从正极活物质中脱出,经过电解液-隔膜-电解液后,嵌入负极石墨材料层间。在此过程中,电子沿着外围电路从正极迁移到负极。此时,由于锂离子嵌入石墨负极电位较低电子会先与电解液反应生成SEI膜和部分气体。
 
在此过程中会产生部分气体产生同时伴随少量电解液的消耗,有些锂电池厂家会在此过程后进行电池排气和补液的操作,尤其是对于LTO电池来说,会产生大量的气体造成电池鼓包厚度超过10%。对于石墨负极来说,产气量较少,不必要进行排气的操作,这是因为在第一次充电过程中产生的SEI膜阻碍了电子与电解液的进一步反应,不再产生气体。这也就是石墨体系电池不可逆容量的来源,虽然造成了不可逆容量损失,但是也成就了电池的稳定。
 
锂电池的化成主要有以下两个方面的作用:
 
锂电池厂家

一是使电池中活性物质借助于第一次充电转化成具有正常电化学作用的物质;
 
二是使电极主要是负极形成有效的钝化膜或SEI膜,为了使负极碳材料表面形成均匀的SEI膜,通常采用阶梯式充放电的方法,在不同的阶段,充放电电流不同,搁置的时间也不同,应根据所用的材料和工艺路线具体掌握,通常化成时间控制在24h左右。负极表面的钝化膜在锂电池的电化学反应中,对于电池的稳定性扮演着重要的角色。因此电池制造商除将材料及制造过程列为机密外,化成条件也被列为各企业制造电池的重要机密。电池化成期间,最初的几次充放电会因为电池的不可逆反应使得电池的放电容量在初期会有减少。待电池电化学状态稳定后,电池容量即趋稳定。因此,有些化成程序包含多次充放电循环以达到稳定电池的目的。这就要求电池检测设备可提供多个工步设置和循环设置。

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