水分含量对磷酸铁锂电池组性能的影响

来源：3499拉斯维加斯  日期：2019-06-17 11:17  浏览量：次

　　水分含量对磷酸铁锂电池组性能的影响。水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的形成和电池性能有一定的影响。锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系,这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切。因此，在磷酸铁锂电池组的制作过程中，必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。

　　水分含量对磷酸铁锂电池组性能的影响

　　在磷酸铁锂电池组的制造过程中，有很多东西是必须严格控制的，一是粉尘，二是金属颗粒，三是水分。水分对锂电池组影响巨大，主要会造成以下不良后果：

　　1、如果水分过高，电解液和水分反应，生成微量有害气体，对注液房环境有不良影响；这也会影响电解液本身的质量，使得磷酸铁锂电池组性能不良，还会使电池柳钉生锈。

　　2、水分和电解液中的一种成分反应，生成有害气体，当水分足够多时电池内部的压力就变大，从而引起电池受力变形。如果是手机电池，就表现为鼓壳；当内部压力在高的时候，电池就有危险了，爆裂使得电解液喷溅，电池碎片也很容易伤人。

　　3、锂电池组内部水分过高；损耗了电解液的有效成分，也损耗了锂离子，使得锂离子在电池负极片发生不可逆转的化学反应。消耗了锂离子，电池的能量就减少了。

　　4、用26650电池给电钻供电，充满电后本来可以使用1小时，因为电池内部有水分，就只能使用50分钟了。

　　5、当锂电池组内部的水分多的时候，电池内部的电解液和水反应，其产物将是气体和氢氟酸，氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸，它可以使电池内部的金属零件腐蚀，进而使电池最终漏液。如果电池漏液，电池的性能将急速下降，而且电解液还会对使用者的机器进行腐蚀，终而引起更加危险的失效。

　　7、电池内部压力过大。水分会和电解液中的一种成分反应，生成有害气体。当水分足够多时，电池内部的压力就变大，从而引起电池受力变形。当内部压力再高的时候，电池就有危险了，爆裂使得电解液喷溅，电池碎片也容易伤人。

　　水分对磷酸铁锂电池内阻的影响

　　随着磷酸铁锂电池组水分的增加，内阻呈上升的趋势。产生电池内阻差异的主要因素有如下2个方面。

　　1、SEI膜的差异导致电池内阻的差异。在电解液溶剂体系中，痕量的水能够形成以Li2CO3为主、稳定性好、均匀致密的SEI膜，其内阻较小。

　　2、水分含量多于体系形成SEI膜的所需含量时，在SEI膜表面生成POF3和LiF沉淀，导致电池内阻增加。

　　水分对电池循环容量衰减的影响

　　锂电池组容量衰减随水分含量增加而逐渐减小。这与SEI膜的致密程度和均匀性有关。当SEI膜均匀致密时，电解液溶剂不易嵌人到负极中，占据Li十嵌人空位，因此容量衰减很少。与此相反，当SEI膜的局部不致密、不均匀时，Li十嵌人空位被电解液溶剂占据相对较容易。LieC03是形成均匀致密SEI膜最主要的组分，电解液溶剂体系中，当水分含量过量时，会导致SEI膜的局部不致密、不均匀，因此容量衰减增加。

　　水分含量对电池厚度的影响

　　随着水分含量的增加，电池的厚度也在变大。当水分含量这是由于在SEI膜形成过程中会产生CO2、CO等气体。并且当水分过量时，多余的水会继续与LiPF6反应产生HF气体。电池内部产气量关系着电池的安全性，为避免电池出现严重的胀气问题，要严格控制电池内部的水分。

　　电池会膨胀主要是因为SEI膜生成后水的存在使LiPF6分解生成HF气体。

　　影响磷酸铁锂电池性能的因素有很多，诸如材料种类、正负极压实密度、水分、涂布面密度及电解液用量等。其中水分对锂电池组的性能有着至关重要的影响，水分是锂离子电池生产过程中需要严格控制的关键因素，水分过量时不但能够导致电解液中锂盐的分解并对正负极材料、集流体都有一定的腐蚀破坏作用，而且也导致电池的循环性能及安全性能的降低。

　　以上就是水分对磷酸铁锂电池组性能的影响，在不同的材料体系中，水分含量对电池的性能有很大的影响。但是，不变的是水分对锂电池的首次充放电容量、内阻、电池循环寿命、电池体积均有影响。