La influencia de la humedad en el proceso de fabricación de baterías de litio.
Apr 10, 2024
Durante el proceso de fabricación de baterías de iones de litio, hay tres elementos cruciales que deben controlarse estrictamente: el polvo, las partículas metálicas y la humedad. Si el polvo y las partículas metálicas no se controlan adecuadamente, se producirán directamente accidentes de seguridad, como cortocircuitos internos e incendios en la batería. Si la humedad no se controla eficazmente, también causará daños importantes al rendimiento de la batería y provocará graves accidentes de calidad. Por lo tanto, es fundamental controlar estrictamente el contenido de agua de los materiales principales, como electrodos, separadores y electrolitos, durante el proceso de fabricación. ¡No debe haber relajación y vigilancia constante! La siguiente es una explicación detallada de tres aspectos: el daño de la humedad a las baterías de litio, la fuente de humedad durante el proceso de fabricación y el control de la humedad durante el proceso de fabricación. 1. El daño de la humedad a las baterías de litio. (1) Hinchazón y fugas de la batería: si hay humedad excesiva en las baterías de iones de litio, reacciona químicamente con la sal de litio del electrolito, generando HF: H2O + LiPF6 → POF3 + LiF + 2HF El ácido fluorhídrico (HF) es un ácido altamente corrosivo que puede causar daños importantes al rendimiento de la batería: El HF corroe los componentes metálicos, la carcasa de la batería y el sellado dentro de la batería, lo que eventualmente provoca grietas, rupturas y fugas. El HF también destruye la película SEI (Solid-Electrolyte-Interface) dentro de la batería al reaccionar con sus componentes principales: ROCO2Li + HF → ROCO2H + LiF Li2CO3 + 2HF → H2CO3 + 2LiF Con el tiempo, el LiF se precipita dentro de la batería, provocando reacciones químicas irreversibles en el electrodo negativo que consumen iones de litio activos, reduciendo así la capacidad energética de la batería. Cuando hay suficiente cantidad de humedad, se genera más gas, aumentando la presión interna de la batería. Esto puede provocar deformación, hinchazón e incluso fugas, lo que supone un riesgo para la seguridad. Muchos casos de hinchazón de la batería y rotura de la tapa que se encuentran en teléfonos móviles o productos electrónicos digitales en el mercado a menudo se atribuyen al alto contenido de humedad y a la generación de gas dentro de la batería de litio. (2) Mayor resistencia interna de la batería: La resistencia interna de la batería es uno de los parámetros de rendimiento más críticos y sirve como indicador principal de la facilidad con la que los iones y electrones pueden viajar dentro de la batería. Afecta directamente la vida útil y el estado operativo de la batería. Una resistencia interna más baja significa que se consume menos voltaje durante la descarga, lo que resulta en una mayor producción de energía. Un aumento del contenido de humedad puede provocar la formación de precipitados de POF3 y LiF en la superficie de la película SEI (Solid-Electrolyte-Interface)...
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