行業：電源适配器  刷新日期:2025年02月24日  發布日期:2017年11月09日  本站網址：www.wo96.cn

　　　首先我們來講講自放電的影響,簡單來說自放電就是導緻電池儲存過程容量下降,用幾個實例來講講自放電過大造成的問題,例如汽車(chē)停車(chē)時間過久,啓動不瞭(le);或者電池入庫前電壓等一切正常,待出貨時發現低電壓甚至零電壓;甚至是夏天車(chē)載GPS放在車(chē)上,過段時間使用感覺電量或使用時間明顯不足,甚至伴随電池發鼓.還或者是金屬雜質類型自放電導緻隔膜孔徑堵塞,甚至刺穿隔膜造成局部短路,危及電池安全.這些就是自放電導緻的影響.

　　　目前锂電池在類似於(yú)筆記本,數碼相機,數碼攝像機等各種數碼設備中的使用越來越廣泛,另外,在汽車,移動基站,儲能電站等當中也有廣闊的前景.在這種情況下,電池的使用不再像手機中那樣單獨出現,而更多是以串聯或並(bìng)聯的電池組的形式出現.電池組的容量和壽命不僅與每一個單個電池有關,更與每個電池之間的一緻性有關.

　　　不好的一緻性将會極大拖累電池組的表現.自放電的一緻性是影響因素的一個重要部分,自放電不一緻的電池在一段時間儲存之後SOC會發生較大的差異,會極大地影響它的容量和安全性.對其進行研究,有助於(yú)提高我們的電池組的整體水平,獲得更高的壽命,降低産(chǎn)品的不良率.

　　　電(diàn)池開路時,不發生以上反應,但電(diàn)量依然會降低,這主要是由於(yú)電(diàn)池自放電(diàn)所造成.造成自放電(diàn)的原因主要有:

　　　a.電解液局部電子傳(chuán)導(dǎo)或其它内部短路引起的内部電子洩露.

　　　b.由於(yú)電池密封圈或墊圈的絕緣性不佳或外部鉛殼之間的電阻不夠大（外部導(dǎo)體,濕度）而引起的外部電子洩露.

　　　c.電(diàn)極/電(diàn)解液的反應,如陽極的腐蝕或陰極由於(yú)電(diàn)解液、雜質而被還原.

　　　d.電(diàn)極(jí)活性材料局部分解.

　　　e.由於(yú)分解産(chǎn)物（不溶物及被吸附的氣體）而使電極鈍化.

　　　f.電(diàn)極機械磨損或與集流體間電(diàn)阻變(biàn)大.

　　　锂電(diàn)池由於(yú)受到電(diàn)解液适配性、石墨負極特性、裝配不一緻等原因,常常會在使用或存放過程中出現電(diàn)壓下降的現象.電(diàn)壓下降,很大一部分原因是電(diàn)芯自身的自放電(diàn)引起的.

　　　電池自放電大小可以用兩種形式來表示:一是用每天電壓下降瞭(le)多少mV來衡量,單(dān)位便是mV/天,好的電池一天壓降不會超過2mV;另外一種也是常用的K值表示法,即單(dān)位時間内壓降多少,也就是mV/h,一個小時電壓下降瞭(le)多少mV,好的電池K值一般都在0.08mV/h以内.

　　　K=OCV2-OCV1/△T

　　　一、引起自放電(diàn)的原因.

　　　引起锂電(diàn)池自放電(diàn)過大的原因有二:物理微短路和化學反應.下面将對(duì)兩個原因進行分析:

　　　1、物理微短路.

　　　物理微短路是造成锂電池低壓的直接原因,其直接表現是電池在常溫、高溫存儲(chǔ)一段時間後,電池電壓低於(yú)正常截止電壓.與化學反應引起自放電相比,物理微短路引起的自放電是不會造成锂電池容量不可逆的損失的.引起物理微短路的情況很多,分爲如下幾種:

　　　a、粉塵和毛刺.

　　　我們将微短路的電池拆開,經常發現電池的隔膜上會出現黑點.如果黑點的位置處於(yú)隔膜中間,那麽便大概率是粉塵擊穿.如果黑點處於(yú)邊(biān)緣位置占多數,便是極片分切過程中産生的毛刺引起的,這兩點比較好辨别.

　　　b.正負(fù)極(jí)的金屬雜質

　　　在電(diàn)池中,金屬雜質發(fā)生化學和電(diàn)化學腐蝕反應,溶解到電(diàn)解液中:

　　　M→Mn++ne-;

　　　此後,Mn+遷移到負極,並(bìng)發(fā)生金屬沉積:

　　　Mn++ne-→M;

　　　随著(zhe)時間的增加,金屬枝晶在不斷生長(zhǎng),最後穿透隔膜,導緻正負極的微短路,不斷消耗電量,導緻電壓降低.

　　　①正極金屬雜質

　　　正極的金屬雜質經過充電反應後,也是擊穿隔膜,在隔膜上形成黑點,造成瞭(le)物理微短路.一般來說,隻要是金屬雜質,都會對電池自放電産(chǎn)生較大影響,一般是金屬單質影響最大.據部分文獻所述,影響排序如:Cu＞Zn＞Fe＞Fe2O3.比如很多正極鐵锂材料就會面臨自放電過大的問題,也就是鐵雜質超标引起的.

　　　②負極金屬雜質

　　　由於(yú)原電池的形成,負極金屬雜質會遊離出來,在隔膜處(chù)沉積而造成隔膜導通,形成物理微短路,國内某些低端的負極材料經常會遇見這樣的情況.負極漿料中的金屬雜質對自放電的影響力不及正極中的金屬雜質,其中Cu、Zn對自放電影響較大.

　　　c、輔材的金屬雜質

　　　例如CMC、膠(jiāo)帶(dài)中的金屬雜質

　　　2、化學反應

　　　a、水分

　　　水分造成電(diàn)解液分解,釋放出大量的電(diàn)子,電(diàn)子再嵌入到正極氧化結構中,從(cóng)而引起正極電(diàn)位下降,造成低壓;

　　　另外,當電池中有H2O存在時,其會與LiPF6反應,生産(chǎn)HF等腐蝕性氣體;同時與溶劑等反應産(chǎn)生CO2等氣體引起電池膨脹;HF會與電池中衆多物質如SEI主要成分反應,破壞SEI膜;生成CO2和H2O等;CO2引起電池膨脹,重新生成的H2O又參(cān)與LiPF6、溶劑等反應,形成惡性鏈式反應.

　　　SEI膜破壞(huài)的後(hòu)果:

　　　1）、溶劑(jì)進入石墨層(céng)中與LixC6反應,引起不可逆容量損失;

　　　2）、破壞(huài)的SEI修複(fù)則要消耗Li+和溶劑等,進一步造成不可逆容量損失.

　　　b、電解液溶劑

　　　某些電解液溶劑加入後會引起電池的電壓下降過快,之前我嘗(cháng)試過一款溶劑,加入後離子電導提升效果明顯,但是自放電率比正常的溶劑快瞭(le)3倍,可能的機理:這些溶劑不耐氧化,在存儲過程中發生緩慢的化學反應,消耗容量而使得電壓下降.

　　　c、SEI膜不穩定

　　　在存放過程中,由於(yú)倉(cāng)庫具有一定的溫度,所以引起SEI膜的脫落和重新反應,造成電池脹氣、低壓等.

　　　d、封裝不良

　　　極耳位置過封,可能造成極耳腐蝕而消耗锂源低壓.其他位置過封,可能電解液透過CPP層腐蝕鋁箔,而造成鋁塑膜穿孔,進入水分造成低壓脹氣.很多時候,脹氣和低壓是一起出現的,這個時候往往都比較嚴重瞭(le),電池最終就會報(bào)廢.

　　　二、自放電的控制

　　　锂電池自放電會降低産(chǎn)品品質,降低客戶滿意度,那麽怎樣應對電池自放電？可以從(cóng)以下幾個方面來做:

　　　1、嚴(yán)格控制粉塵(chén)的引入.

　　　發生比例最多的電池低壓,還是因爲粉塵和毛刺引起的,怎樣控制粉塵的引入是個非常重要也困難的任務.車間粉塵的控制,很多廠(chǎng)家管理層(céng)比較重視,但是在實際層(céng)面又常常會忽視.

　　　一方面是廠房設計要合理.極片制造工序所在區域,對粉塵的控制不是特别嚴格,尤其是漿料制備(bèi)區域,但是在锂電池組裝過程中就要嚴防粉塵雜質的進入.廠房設計上就要将不同區域嚴格區分開來,並(bìng)做好隔離防護.

　　　二是做好操作區域的5S工作.有著(zhe)良好的習慣和較高的5S素養能夠提高産品的良品率.例如,在工作前清掃幹淨確(què)保沒有粉塵,操作完畢後清理設備不殘留雜質等.

　　　2、提高極(jí)片制造工藝(yì).

　　　毛刺也是造成锂電(diàn)池自放電(diàn)的罪魁禍(huò)首,毛刺主要是在極片分切中形成的,形成毛刺的原因有多項:

　　　（1）正負極漿料的原材料選瞭(le)BET較大的材料,再加入瞭(le)很多的導電劑,導緻活物質、導電劑等顆粒粘接不牢,出現毛刺.那麽就要選擇合适的材料,改善漿料制備、塗覆等工藝,確(què)保極片不會掉粉、産生毛刺.

　　　（2）切片刀具沒有及時更換(huàn),引起的毛刺産(chǎn)生.熟悉切刀壽命,根據使用情況,及時進行更換(huàn).

　　　3、原料品質(zhì)管理與(yǔ)控制.

　　　在上文中也說到瞭(le)正負極材料中金屬雜質也是锂電池自放電的原因之一,那麽就需要加強公司對來料的檢驗,以確(què)保來料符合标準,否則會造成很大的損失.同時,也要加強對原材料的品質控制,防止在存放過程中雜質、水分的引入而引起失效.

　　　4、環境控制.

　　　在環境控制上,不僅要控制環境中的粉塵(chén)顆粒數量,更要控制關鍵步驟的水分含量,防止水分含量超标對锂電(diàn)池品質造成不良影響.

上一篇：如何調整電源适配器輸出電壓噪聲

本 篇：什麽(me)是電(diàn)池自放電(diàn)以及原因危害和防治

下一篇：電源适配器的應用領域與發展趨勢