浅谈锂电分容前后环境温度对电压降的影响

温度在锂电芯制造过程中起着至关重要的作用,温控在每个工序中都有严格要求,下面将重点讨论一下电芯在分容前后工序的环境温度对自身电压降的影响。

假设有一个工艺流程:电池初次化成(充至约30%SOC,目的是形成初始SEI保护层)→老化(充分反应,初步提高电化学稳定性)→二次充放电(分容)→老化(副反应和内部短路缺陷充分反应)→ 压降检测(K值,筛除缺陷不良品)

压降测试对象:测试的是已经完成容量标定和充分活化后的电芯,在老化静置固定时间内的电压下降快慢(K值),以此评估并筛选缺陷不良电芯。

分容前温度对电压降产生的影响

1.高温为电芯内部的副反应(如SEI膜生长不完全、隔膜存在毛刺、金属杂质析出等)提供了加速条件。有缺陷的电芯内部会持续发生微短路或剧烈的副反应,消耗电量,导致其开路电压在静置期间显著下降。如果温度过低,电芯内部副反应则进行不彻底,材料微观应力释放不完全,在后续老化过程中则可能表现出电压降增大现象。

2.反映初始SEI膜质量:化成形成的初始SEI膜在高温下会加速重构和稳定。不稳定的SEI膜会持续消耗锂离子,导致电压降持续变化

结论:理论上分容前的温度越高越利于加速电芯内部副反应,SEI成膜质量更好,后续老化过程中电压降更加平稳有序,但是并不是温度越高越好,需要根据实际情况进行验证合理温度范围。

分容后温度对电压降产生的影响

1.分容过程是对电芯的一次“锻炼”,使锂离子在正负极间进行了完整的嵌入和脱出,SEI膜变得更加稳定和致密。在此之后进行老化,电芯的化学体系已趋于稳定。此时的压降更能代表电芯在长期存储中的电压保持能力和自放电率。

2.如果分容后老化温度过高,可能进一步加速电芯内部化学反应,进一步激发内部副反应,消耗部分锂离子,宏观表现为电压降增大。
结论:分容后的老化工序需要严格控制温度,它关系到最终产品的电压,温度越高压降越大,从而产生假性不良,压降测试不仅是一个缺陷筛选工具,更是一个电芯长期存储性能的预测指标。压降小的电芯,意味着其化学体系更稳定,日历寿命更长。