分析水分对锂离子电池的影响

水对锂离子电池的影响及其控制

水分的影响

固体电解质界面膜是一种选择性膜，允许锂离子自由通过，而电解质分子则不能。电解液和微量添加剂的组成对SEI膜的电位、密度、不可逆容量损失和内阻有明显的影响。水作为电解液中的微量元素，对锂离子电池SEI膜的组成和电池功能有一定的影响。其重要性能是降低电池容量，放电时间较短，内阻增大，循环容量衰减，电池膨胀等现象，因此，在锂离子电池的制造过程中，有必要严格控制环境湿度和正极、负极数据，电解液含水量。

水分对排水能力的影响

电池的初级放电容量随着电池中加水而减小。在恒锂源条件下，电池一次放电容量的变化重要受两个重要因素的制约。

1.其组成和消耗部分为SEI膜的Li10，造成了不可逆容量的损失。单电子还原过程生成的碳酸烷基锂也可以与电解质中的微量水2ROC02Li+H2O→LieC03+C02+2ROH反应。

2.SEI膜组成后，在仍然存在H2O的情况下，H2O会促进电解质中LiPF6的分化，缩短电池放电时间。LiPF6→生活+PFs,PFs+H2O→POF3+2高频。

水分对锂离子电池内阻的影响

随着电池中加入水，内阻增大。造成电池电阻差异的重要原因如下:

1.SEI膜的差异导致了电池内阻的差异。在电解液溶剂体系中，微量水可以形成以Li2CO3为重要成分的SEI膜，稳定性好，均匀致密，内阻小。

2.当系统的含水率大于构成SEI膜的要求时，在SEI膜的表面会出现POF3和LiF沉淀，导致电池内阻的新增。

水分对电池循环容量衰减的影响

随着含水量的新增，电池容量衰减逐渐减小。这与SEI膜的细度和均匀性有关。当SEI膜均匀细腻时，电解液溶剂不易嵌入负极，占据了Li10的嵌入空间，因此容量衰减很小。相反，当SEI膜的各部分不精细、不均匀时，Li10嵌入空位被电解液溶剂占据相对简单。LieC03是构成均匀致密SEI膜的最重要的组成部分。在电解液-溶剂体系中，当含水率过高时，会导致部分SEI膜不致密、不均匀，从而新增了体积衰减。

电池膨胀重要是由于SEI膜形成后水的存在，它将LiPF6区分为HF气体。