聚合物锂电池的生产流程安全问题.doc

聚合物锂电池的生产流程安全问题 在聚合物锂离子电池的生产过程中，以下一些因素必须予以注意。生产出的聚合物锂离子电池经过包装后，进行化成。化成的条件比较关键，因为它涉及SEI膜的形成，以防止负极自发与电解液发生反应；同时，也可以使活性物质与电解质之间有优良的接触。一般而言，每一个生产厂家有自己的化成条件。 聚合物锂离子电池/原材料 1 关于负极而言，除了使用溶于有机溶剂的聚合物作为黏合剂外，也可以使用溶于水溶液的聚合物作为黏合剂。图5为一种可溶于水的黏合剂聚丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵AMAC的结构示意图。它与聚偏氟乙烯相比，具有一定的优越性，有利于在负极表面形成导电性更高的SEI膜，有机电解液的渗透性更好。2 导电剂的分散无论不是重要方面，但也不可忽视。前面已经讲述了导电剂的分散状况关于负极材料的影响，关于正极材料而言也起同样作用，影响正极容量的发挥和电池的倍率性能。例如关于LiMn2O4而言，采纳新型的工艺比传统的工艺更能保证导电剂分散均匀，极化低，容量高，倍率性能好。不同工艺制备的LiMn2O4正极极片的容量与放电倍率的关系。3 正极和负极的比例关于不同的原材料而言也是不一样的。例如，关于天然石墨/LiFePO4而言，后者的容量应该等于天然石墨的容量与SEI膜形成所需要的电荷之和。另外，电极的厚度依据不同的材料，也有不同要求。4 目前商品用的聚合物锂离子电池基本上还是使用LiFP6的碳酸酯溶液作为增塑剂，在较高的温度80100下，在微量水分或醇的引发下发生分解，并产生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。该热分解在路易斯酸或锂和金属的复合氧化物的作用下受到抑制。5 在聚合物锂离子电池的化成和循环过程中，也会发生气胀等现象。关于以氧化钴锂为正极的状况，气胀的现象主要发生在4V以下，这是电解液被还原所致。当然，处于充电状态时，正极处于高价态，也会产生气体。氧化钴锂的气胀现象要显然低于LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。后者在32V以上就开始发生气胀。因此，关于特定的用户而言，必须避免气胀的产生。在选择材料时这是一个主要指标。 注意事项 在化成过程中，电解液的组成关于电池的气胀具有显然影响。例如，在PVDF图9不同正极材料组装成的锂离子电池在不同充电状态下在90储存4h的膨胀状况基凝胶电解质中，采纳1mol/LLiClO4的EC/PC电解液，约60%的电极表面存在气相，导致负极活性粒子之间的分开和结构的破坏；而1mol/LLiBF4的EC/丁内酯电解液，则只有少量气体增加，约3%。因此，化成以后的搁置时间与电解液的组分有关。有关化成的一些具体说明。化成后，将短路的电池挑出来，然后储存一段时间，再进行测量，如果电压衰减快，说明电池本身也是短路的，必须作为废品处理，严防流入市场，产生安全问题。经过这些步骤后，买家进行验货，然后装箱出厂。 电池保养常识： 1 记忆效应镍氢充电电池上常见的现象。具体表现就是：如果长期不充满电就开始使用电池的话，电池的电量就会显然下降，就算以后想充满也充不满了。所以保养镍氢电池的重要方式就是：电必须用完了才能开始充电，充满了电了才同意投入使用。现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽略不计的。2 完全充电，完全放电 是针对锂电池来说的。 完全放电就是指把用电智能设备，如手机，调整到最低功率状态耗去电量直到手机自动关机的过程。 完全充电就是指把完全放电的用电智能设备，如手机，接到充电器上直到手机上提示“充满的过程。3 过度放电 是针对锂电池来说的。 完全放电后锂电池内部还会留有少量电量，但这部分电量关于锂电池的活性和寿命至关重要。 过度放电：完全放电后，如果持续采纳其它方式，如：强行再次开启手机、电池接小灯泡耗费残留电量的话，这叫过度放电， 会对锂电池造成不可逆转的伤害。4 保护芯片 锂电池对充放电时对接入的电流电压有极为严格的要求，为了保护电池不因为外界电环境失常而损坏，电池本体内部会设置管理电池状态的芯片。这个芯片同时还有记录电池容量，矫正电池容量的功能。现在，就算是山寨手机电池也是不会节省这个关键的保护芯片的，不然山寨手机电池根本不可能用很久。5 过冲过放保护电路 用电智能设备内置的全面管理电池的芯片及电路。 比如手机上，就有这样的电路，大概功能如下：6 电时，提供最合适的电压电流给电池。在合适的时机停止充电。7 充电时，随时检查电池残留电量，在合适的时机命令手机关机，防止过度放电。8 开机时，检查电池是否已被完全放电，如果已被完全放电，则提示用户充电，然后关机。9 避免电池或充电线电力异常，发现异常时断开电路，保护手机。10 过度充电： 是针对锂电池来说的。 正常状况下，锂电池充到一定电压也就是充满就会被上级电路截断充电电流，但由于某些设备内置的过冲过放保护电路的电压电流参数不同如手机电池座充，导致虽已充满，但还未停止充电的现象。 过度充电也会导致电池性能伤害。11 激活 锂电池长期三个月以上不使用，会产生电极材料钝化，电池性能下降，可以采纳三次完全充电、完全放电来解除纯化，发挥出电池的最高性能。二常见错误观点： 1 首先使用必须进行完全放电，然后进行完全充电，重复三次，以便于激活电池。否则电池就永远都不好用了！解答：如果实在闲的没事做，这么做可以，但不是必须的，因为激活操作不是必须放在第一次使用就做的。只要随着不断的使用,电极钝化无需刻意激活也可以慢慢消失。 2 ，充电时不要使用手机，对电池有害，也会产生超大量辐射伤害人体。 解答：充电时使用手机是否对电池有害要依据状况来说本文后会说明，但是有一点可以确定的是，充电时使用手机绝对不会产生比平常使用手机多的辐射。 锂电池在寿命周期内只能充放电XXX次，所以每次用就尽量用到自动关机，每次充就尽量充到满电。 第一个子句是对的，后面是错的。 这个次数中的每一次，都是指完整的一次，比如从20%充电到30%停止充电，这个只算是1/10次，从80%放电到60%,只能算是1/5次。 前三次充电必须达到12小时，否则就影响电池性能。 如果是为了激活电池，只需要手机提示充满电就已经足够，一般手机，都会在5小时内提示充满，完成后如果持续接着充电器，过冲过放保护电路会截断手机的充电电流。之后电池就处于不状态，和充满后马上拨除充电线的效果是一样的。 前三次充电必须达到12小时是针对镍氢充电电池来说的，结果被很多厂家习惯性地、无知地写在锂电池用户手册上，没文化真可怕。国际大厂，如戴尔，联想，华硕，apple的产品上是绝对不会出现“12小时这样的文字的而且关于锂电池来说，这是共性，也是原理的一部分，不可能有的厂家生产的需要12小时，有的厂家的不需要。 需要注意的是，如果采纳座充，由于绝大部分座充达不到官方线充的最高电流，充电时间可能会超过6小时，但只要充满电，坐充也会自动断电，和用线充是一样的。 充满电了就最好马上拨除充电线，防止过充。 过冲过放保护电路不是吃素的，OK！如果发生过充，多半是因为过冲过放保护电路损坏，但以现在的电子产品工艺和抗压能力来说,这概率实在低到不行，不必提心吊胆。 手机一旦开始提示用户充电，就一定要马上充电，或者马上关机，避免过放。 过冲过放保护电路不是吃素的，OK！这个电路会在必要的时候也就是过放之前强制关机，不会损坏电池的。手机的提示是为了让用户提前知道，以提前做好处理或者心理准备。 需要注意的是，如果手机已经自动关机就千万不能为了打个 而强行开机了，因为很有可能造成过放，而且由于保护的存在，开机未完成前多半会被过冲过放保护电路强行断电。三、正确地使用 1 新出厂的电池：无需任何处理，如激活等，可直接投入正常使用。2 闲置不长时间的电池三个月内：无需任何处理如激活等，可直接投入正常使用。3 置较长时间的电池三个月以上：可做激活处理，使得电池活性达到最高，也可不做，使其随着正常使用自然恢复到最高活性。4 子产品的评测人员，为了保证对电池续航时间的正确统计，有必要在测试前进行激活处理。5 锂电池正常充电方法： 随时充电，并可随时停止充电，不要有所顾忌。这点是锂电池的重要优点-无记忆效应决定的，请正视这个优点，并让您的锂电尽量展现它的这个重要优点。四、中的锂电池最怕什么 1 100以上高温 会严重影响电池寿命和储电能力，并可能成造成电池熔化，或爆炸。所以，请让锂电池远离火源及其它热源。2 5到100高温 是的，你没有看错，从35电池寿命就开始被温度显然影响，温度越高，影响越大。 锂电池的制定寿命最少也有400次完全充放电，按手机平均每三天充一次电来算，一块电池应该至少能用三年半。但绝大多数电池都没有能活那么久，很大部分的原因是因为电池被人的体温影响，另一部分原因是因为被手机其它芯片发热所影响。 为什么笔记本电脑的电池为怎么总感觉没有手机的经用，那是因为：其一、笔记本电脑发热比手机多的多，电脑芯片的热量很容易传导到电池上，超过40轻轻松。其二、为了更快的充电，笔记本充电电流一般较高，电池容量大，充电放电电池本身也会发热。其三、电池一般位于下面板处，更不容易散热。 再，如果您的设备在使用中会产生更大的热量，如手机长时间打 ，手机玩大型游戏，笔记本电脑玩游戏，并且这个热量会传导到电池上，加上充电时电池本身的发热，虽然不会产生安全风险，但也会影响到电池。 所以如果，发现充电使用中的设备发热显然如iphone手机边充电边玩3D游戏，则可以合计先等充满电了，再连着充电线玩。3 -40低温以下 会到达冰点彻底冻坏。4 10到-40低温 会降低电池续航能力，但不会对电池造成永久伤害，只要温度回到室温，电量又会自动恢复回来。五、闲置中的锂电池最怕什么： 1 35以上高温，和中锂电相同。2 满电后闲置，电池老化的比平常更快。3 分放电后闲置，电池闲置过程中会自放电，充分放电后电池自放电会造成过放。4 -40低温以下，会到达冰点彻底冻坏。5 锂电池理想状态： 中的锂电环境温度在20差不多是室内温度左右较为合适，此时电池放电充电性能均能最大化。 如果要长时间三个月以上闲置电池，请一定要充到40%左右再闲置短时间就算了，关键是麻烦。因为这样，所以电池出厂时，电池厂基本上都是充到40%再出厂的。 闲置的电池温度越低，老化越慢，但不要低于-40。