钜大LARGE | 点击量：1166次 | 2021年04月12日
水分对电池循环容量衰减有影响么
电池容量衰减随水分含量新增而逐渐减小。这与SEI膜的致密程度和均匀性有关。当SEI膜均匀致密时，电解液溶剂不易嵌入到负极中，占据Li+嵌入空位，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+嵌入空位被电解液溶剂占据相对较容易。Li2C03是形成均匀致密SEI膜最重要的组分，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，因此容量衰减新增。
电池会膨胀重要是因为SEI膜生成后水的存在使LiPF6分解生成HF气体。
二、电池制程中的水分引入
先了解一下锂电的生产过程：
水分来源基本上分为以下几个来源：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1、车间水分来源。
a、空气中的水分，一般用相对湿度来衡量。在不同温度和天气，有很大的差别，在夏天的雨天可以达到90%，冬天的雪天则30%左右，在夏天的晴天50%左右，冬天的晴天则20%左右。
b、人体出现的水分
c、物料所带的水分
包装材料（特别纸箱）、纸巾和碎布之类清洁辅料含水量都很高
d、设备设施渗水
2、电池的水分来源
a、正负极材料
正负极活性物质大都是微米或纳米级颗粒，极易吸收空气中水分潮解。正极材料PH值大都偏大，特别是含Ni量高的三元或二元材料，其比表面积亦偏大，材料表面上极易吸收水分并反应。
b、电解液
电解液的溶剂结构中均存在电负性较大的羰基以及亚稳定的双键，容易与极性H2O分子用途形成络合体或反应生成相应的醇，而且温度越高，反应越快。而且电解液的溶质锂盐也容易吸水并与水反应。
c、隔膜
隔膜纸也是一种多孔性的塑料薄膜，其吸水性也是很大的。由于水分一般不会与隔膜发生化学反应，通过烘烤也可以基本消除，因此，隔膜一般很少进行严格水分控制。
三、制程水分控制
根据以上内容，材料中的水分含量是电芯中水分的重要来源之一，而且环境湿度越大，电池材料越容易吸收空气中的水分。反之，环境湿度控制越好，电池材料吸收空气中水分的能力越有限。目前有一种锂离子电池生产车间的建议湿度控制阶梯为（仅供参考，湿度控制根据各电池公司实际情况来进行操作）：
相对湿度≦30%车间（如搅拌、涂布机头、机尾等）
相对湿度≦20%车间（如辊压、制片、烘烤等）
相对湿度≦10%车间（如叠片、卷绕、装配等）
露点温度≦-45℃车间（如电芯烘烤、注液、封口等）
即使按照以上湿度梯度控制，也要控制工序的停留时间。
在辊压制片车间，虽然经此车间后电池仍需烘烤，但不这不是说烘烤前的极片可以随便放置。在原来的公司还未做到制片卷绕一体自动化的时候（当时还是手机电池，应该是8年前了吧，忘了，反正好长时间），有做过相关实验，极片（尤其是正极片）吸水后，长时间烘烤，仍然不能恢复到吸水前重量，极片材料内部会有顽固残留。因此，在此车间，暴露时间最好也是要控制的，尽量不要结存或者有真空干燥气氛缓存。
