锂电池化成工艺中的预充与SEI的形成

一、首先我们来说说锂电池预充的目的

1. 把电池内部的活性物质活化,在负极界面形成SEI膜;
2.加速电解液浸润,部分尚未完全浸透的极片,通过预充可以加速改善浸润;

二、SEI膜:(Solid Electrolyte Interface的英文首字母)

SEI膜是指锂离子电池在首次充电过程中由于电解液被氧化还原分解并沉积在电极材料表面形成的界面膜。在成膜过程中,会消耗部分锂离子,充放电容量不可逆,这也就是为什么首次效率低于100%的原因。

SEI膜的特性

a. SEI是电极材料与电解液中间的一个界面层,将两者分隔开来;
b. 这层SEI膜具有固体电解质的特征;
c. Li离子可以顺利通过,而电子不能通过。

预充工艺:

1.充放电工步

2.阶梯负压

首次充电,电池内部会产生很多气体,需要真空充分排净内部的气体,保证界面。采用阶梯负压,主要考虑电解液在产气大时,高真空容易抽出电解液。

3.拘束/凸台拘束

首次充电,对电池厚度进行管控。

4.温度控制

通常在45±3℃的条件下进行预充,能形成较好的SEI膜,具体情况也要根据电池的目的来设计。