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鋰聚合物電池膨脹原因及控制方法

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在分析聚合物鋰電池膨脹原因及控制方法之前,我先來說一下聚合物鋰電池的構造。聚合物鋰電池主要的構造包括有正極、負極與電解質三項要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構造中至少有一項或一項以上使用高分子材料做為主要的電池系統。而在目前所開發的聚合物鋰離子電池系統中,高分子材料主要是被應用于正極及電解質。正極材料包括導電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機化合物,電解質則可以使用固態或膠態高分子電解質,或是有機電解液,一般鋰離子技術使用液體或膠體電解液,因此需要堅固的二次包裝來容納可燃的活性成分,這就增加了重量,另外也限制了尺寸的靈活性。而聚合物鋰離子工藝中沒有多余的電解液,因此它更穩定,也不易因電池的過量充電、碰撞或其他損害、以及過量使用而造成危險情況。
鋰離子電芯在制造和使用過程中往往會有腫脹現象,經過分析與研究,發現主要有以下兩方面原因:



聚合物鋰電池是鋰離子電池的一種,但是與液鋰電池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高**性和低成本等多種明顯優勢,是一種新型電池。下面我們詳細介紹聚合物鋰電池的優點和缺點。

步驟/方法

  1. 鋰離子嵌入帶來的厚度變化。電芯充電時鋰離子從正極脫出嵌入負極,引起負極層間距增大,而出現膨脹,一般而言,電芯越厚,其膨脹量越大;

  2. 工藝控制不力引起的膨脹。在制造過程中,如漿料分散、C/A比離散性、溫度控制都會直接影響電芯電芯的膨脹程度。特別是水,因為充電形成的高活性鋰碳化合物對水非常 敏感,從而發生激烈的化學反應。反應產生的氣體造成電芯內壓升高,增加了電芯的膨脹行為。所以在生產中,除了應對極板嚴格除濕外,在注液過程中更應采用除濕設備,保證空氣的干燥度為HR2%,露點(大氣中的濕空氣由于溫度下降,使所含的水蒸氣達到飽和狀態而開始凝結時的溫度)小于-40℃。在非常干燥的條件下,并采取真空注液,極大地降低了極板和電解液的吸水機率。
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