锂电池为什么要化成?
电池制造后,通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成。
锂电池化成的数据是否能满足使用要求?选一款合适的锂电池化成分容夹具尤为重要,因为夹具的好坏使用会影响到数据采集。
什么是化成?
1、锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活,即是一个能量转换的过程。
2、锂电芯的化成是一个非常复杂的过程,同时也是影响电池性能很重要的一道工序,因为在Li+第一次充电时,Li+第一次插入到石墨中,会在电池内发生电化学反应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层,人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE)。
3、SEI膜的形成一方面消耗了电池中有限的锂离子,这就需要使用更多的含锂正极极料来补偿初次充电过程中的锂消耗; 另一方面也增加了电极/电解液界面的电阻造成一定的电压滞后。
SEI膜形成机制
⑴ 在一定的负极电位下,电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂分子等发生不可逆反应;
⑵ 不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中;
⑶ 电极表面完全被SEI膜覆盖后,不可逆反应即停止;
⑷ 一旦形成稳定的SEI膜,充放电过程可多次循环进行。
SEI膜形成中的主要化学现象
在电池化成的过程中不仅仅是电能与化学能的转换,同时也伴随着热能的转化;在化成中的化学反应产生的气体包括H2,CO,CO2,C2H4,CH4,C2H6· · · ,所以在化成时电芯都有一个气囊,目的就是排出化成中产生的气体。
SEI膜形成的质量、稳定性、界面的优化是决定电池寿命不可忽视的重要因素。
化成分容夹具