禁止盲目增加烘烤温度来快速降低极片水含量
电芯注液前的烘烤工序目的是为了去除卷芯或裸电芯的极片水分含量,以达到能够注液的标准。低水分含量对电池性能的影响最低,随着水分的增加,电池会出现性能的恶化,内阻的增加,容量的衰减。但一定要切记不要盲目的增加烘烤温度来快速降低成分的水含量。
目前行业内常规的注液前水分含量标准为,正极材料三元<100ppm,磷酸铁锂材料<400ppm,钴酸锂材料<250ppm;负极石墨<150ppm;隔膜<500ppm。
正常来说卷芯的烘烤温度一般为80℃~100℃。盲目的增加烘烤温度,会带来以下影响:
1.温度120℃~140℃
a).当烘烤温度持续高于120°C,尤其是达到140°C时,PVDF分子链段运动加剧,会从非晶态向晶态转变。最终会导致极片剥离强度下降。在后续充放电过程中无法有效缓冲活性物质的体积膨胀,粘结性能变脆、失效。
b). 炭黑表面官能团分解概率提升,CNT与粘结剂界面脱粘概率加大
c).辊压后残留的微量溶剂(如NMP)剧烈挥发,冲击极片孔隙结构
2.温度140℃~160℃
a).石墨边缘活性位点被氧化,层间结构应力释放产生微应变。
b).铝箔发生抗拉强度与耐折性下降现象。
c).高镍三元材料表面残锂(Li₂CO₃/LiOH)加速分解,过渡金属离子迁移加剧。
3.温度160~180℃
a).所有有机组分均发生严重退化,导电剂深度氧化
b).传统PP/PE隔膜热收缩加剧严重
c).铜箔表面出现氧化现象
d).NMP存在被分解出残留水风险
4.温度>180℃
a).粘结剂分解、碳化;
b).铜箔表面生成较厚的CuO/Cu₂O绝缘层。
c).LFP晶体表面形成铁氧化物绝缘层;LCO晶格氧开始不稳定。
d).铝箔存在被氧化生成Al2O3风险。增大电阻率,降低导电效果;
小结:切记不要盲目的增加烘烤温度来快速降低极片的水分含量。不同材料的水含量标准有所不同,对电芯性能要求越高的电池,水分管控越严格。
