锂电池析锂因素全解

析锂”在锂电池生产制造,包括失效分析中恐怕是热度最高的词了。

什么叫析锂?

通俗来讲就是本该嵌入到附近中的锂离子因为异常在负极表面或者隔膜上被还原成了锂金属单质。

析锂的原因也有很多

设计上:

N/P(CB)值小,简单来讲就是极片设计上负极没有留够多余的嵌锂位置,导致正极的锂离子传输到负极嵌不进去,最终只能在表面还原。

Overhang过小:Overhang指的是负极在长度和宽度方向超出正极极片的距离,如果Overhang过小,会导致正极边缘脱出的锂离子没有嵌入的位置,因为锂离子也有一定的边缘扩散效应,所以Overhang也是常见的析锂原因。

涂布阶段:

电芯设计时可能留有足够的余量,但实际涂布因为面密度不稳定,导致个别区域实际的N/P小于1,出现区域性析锂。

正负极头部未削薄引起的析锂。

辊压:

极片过压导致负极材料结构发生破坏,嵌不进去锂离子,最终表现为析锂。

叠片:

叠片包覆不良或者隔膜与极片中间有褶皱有气泡均会导致析锂

注液:

在注液过程中如果电解液浸润不足会有析锂情况出现。

另外注液过程出现气泡,也会导致电芯满充之后有气泡状析锂。

电解液不匹配:

电解液不匹配会导致SEI成膜过厚,同时也会导致电芯表面一层析锂。另外如天然石墨与电解液中的PC易发生剥离情况会造成一定的黑斑。

注液后老化时间:

注液后老化时间影响这电芯的浸润,电芯浸润不好会导致锂离子在电解液中的应用传输受阻,从而易发生析锂。

化成:

化成过程中的夹具压力过大会影响析锂,过小也会影响析锂,化成不加压析锂的概率会更高。

 另外如低温充电,过充,大倍率充放电都有可能造成析锂。

那大家有没有发现为什么析锂总是发生在负极上呢?而正极却不存在析锂?(隔膜也会出现析锂现象)

其主要是因为析锂电位需要到0V,金属锂的电位,而正极的电位始终在0V以上,因此不存在正极析锂。

即使在严重过放的情况下,其表面也只会析铜,铜的生成电位3.35V,因此就算析铜也不会析锂。