鉅大LARGE | 點擊量：5100次 | 2024年01月26日
聚合物鋰離子電池的生產流程及注意問題分析
摘要：在聚合物鋰離子電池的生產過程中，以下一些因素必須予以注意。生產出的聚合物鋰離子電池經過包裝后，進行化成。化成的條件比較關鍵，因為它涉及SEI膜的形成，以防止負極自發與電解液發生反應；同時，也可以使活性物質與電解質之間有良好的接觸。一般而言，每一個生產廠家有自己的化成條件
在聚合物鋰離子電池的生產過程中，以下一些因素必須予以注意。生產出的聚合物鋰離子電池經過包裝后，進行化成。化成的條件比較關鍵，因為它涉及SEI膜的形成，以防止負極自發與電解液發生反應；同時，也可以使活性物質與電解質之間有良好的接觸。一般而言，每一個生產廠家有自己的化成條件。
聚合物鋰離子電池/原材料
1對于負極而言，除了使用溶于有機溶劑的聚合物作為黏合劑外，也可以使用溶于水溶液的聚合物作為黏合劑。一種可溶于水的黏合劑聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨)(AMAC)的結構示意圖。它與聚偏氟乙烯相比，具有一定的優越性，有利于在負極表面形成導電性更高的SEI膜，有機電解液的滲透性更好。
2導電劑的分散盡管不是重要方面，但也不可忽視。前面已經講述了導電劑的分散情況對于負極材料的影響，對于正極材料而言也起同樣作用，影響正極容量的發揮和電池的倍率性能。例如對于LiMn2O4而言，采用新型的工藝比傳統的工藝更能保證導電劑分散均勻，極化低，容量高，倍率性能好。不同工藝制備的LiMn2O4正極極片的容量與放電倍率的關系。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3正極和負極的比例對于不同的原材料而言也是不一樣的。例如，對于天然石墨//LiFePO4而言，后者的容量應該等于天然石墨的容量與SEI膜形成所需要的電荷之和。另外，電極的厚度根據不同的材料，也有不同要求。
4目前商品用的聚合物鋰離子電池基本上還是使用LiFP6的碳酸酯溶液作為增塑劑，在較高的溫度(80~100℃)下，在微量水分或醇的引發下發生分解，并產生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。該熱分解在路易斯酸或鋰和金屬的復合氧化物的作用下受到抑制。
5在聚合物鋰離子電池的化成和循環過程中，也會發生氣脹等現象。對于以氧化鈷鋰為正極的情況，氣脹的現象主要發生在4V以下，這是電解液被還原所致。當然，處于充電狀態時，正極處于高價態，也會產生氣體。氧化鈷鋰的氣脹現象要明顯低于LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。后者在32V以上就開始發生氣脹。因此，對于特定的用戶而言，必須避免氣脹的產生。在選擇材料時這是一個主要指標。
注意事項
在化成過程中，電解液的組成對于電池的氣脹具有明顯影響。例如，在PVDF不同正極材料組裝成的鋰離子電池在不同充電狀態下在90℃儲存4h的膨脹情況基凝膠電解質中，采用1mol/LLiClO4的EC/PC電解液，約60％的電極表面存在氣相，導致負極活性粒子之間的分離和結構的破壞；而1mol/LLiBF4的EC/愣∧邗サ緗庖海蛑揮猩倭科逶黽櫻?3％。因此，化成以后的擱置時間與電解液的組分有關。有關化成的一些具體說明。化成后，將短路的電池挑出來，然后儲存一段時間，再進行測量，如果電壓衰減快，說明電池本身也是短路的，必須作為廢品處理，嚴防流入市場，產生安全問題。經過這些步驟后，買家進行驗貨，然后裝箱出廠。
電池保養常識：
1記憶效應鎳氫充電電池上常見的現象。具體表現就是：如果長期不充滿電就開始使用電池的話，電池的電量就會明顯下降，就算以后想充滿也充不滿了。所以保養鎳氫電池的重要方式就是：電必須用完了才能開始充電，充滿了電了才允許投入使用。現在常用的鋰電池的記憶效應是可以小到忽略不計的。
2完全充電，完全放電是針對鋰電池來說的。
完全放電就是指把用電智能設備，如手機，調整到最低功率狀態耗去電量直到手機自動關機的過程。
完全充電就是指把完全放電的用電智能設備，如手機，接到充電器上直到手機上提示“充滿”的過程。
3過度放電是針對鋰電池來說的。
完全放電后鋰電池內部還會留有少量電量，但這部分電量對于鋰電池的活性和壽命至關重要。
過度放電：完全放電后，如果繼續采用其它方式，如：強行再次開啟手機、電池接小燈泡耗費殘留電量的話，這叫過度放電，會對鋰電池造成不可逆轉的傷害。
4保護芯片鋰電池對充放電時對接入的電流電壓有極為嚴格的要求，為了保護電池不因為外界電環境失常而損壞，電池本體內部會設置管理電池狀態的芯片。這個芯片同時還有記錄電池容量，校正電池容量的功能。現在，就算是山寨手機電池也是不會節省這個關鍵的保護芯片的，不然山寨手機電池根本不可能用很久。
5過沖過放保護電路用電智能設備內置的全面管理電池的芯片及電路。
比如手機上，就有這樣的電路，大概功能如下：
6充電時，提供最合適的電壓電流給電池。在合適的時機停止充電。
7充電時，時刻檢查電池殘留電量，在合適的時機命令手機關機，防止過度放電。
8開機時，檢查電池是否已被完全放電，如果已被完全放電，則提示用戶充電，然后關機。
9避免電池或充電線電力異常，發現異常時斷開電路，保護手機。
10過度充電：是針對鋰電池來說的。
正常情況下，鋰電池充到一定電壓(也就是充滿)就會被上級電路截斷充電電流，但由于某些設備內置的過沖過放保護電路的電壓電流參數不同(如手機電池座充)，導致雖已充滿，但還未停止充電的現象。過度充電也會導致電池性能傷害。
11激活鋰電池長期(三個月以上)不使用，會產生電極材料鈍化，電池性能下降，可以采用三次完全充電、完全放電來解除純化，發揮出電池的最高性能。
二、常見錯誤觀點：
1首先使用必須進行完全放電，然后進行完全充電，重復三次，以便于激活電池。否則電池就永遠都不好用了！！
解答：如果實在閑的沒事做，這么做可以，但不是必須的，因為激活操作不是必須放在第一次使用就做的。只要隨著不斷的使用,電極鈍化無需刻意激活也可以慢慢消失。
2充電時不要使用手機，對電池有害，也會產生超大量輻射傷害人體。
解答：充電時使用手機是否對電池有害要根據情況來說(本文后會說明)，但是有一點可以確定的是，充電時使用手機絕對不會產生比平時使用手機多的輻射。
鋰電池在壽命周期內只能充放電XXX次，所以每次用就盡量用到自動關機，每次充就盡量充到滿電。
第一個子句是對的，后面是錯的。
這個次數中的每一次，都是指完整的一次，比如從20%充電到30%停止充電，這個只算是1/10次，從80%放電到60%,只能算是1/5次。
前三次充電必須達到12小時，否則就影響電池性能。
如果是為了激活電池，只需要手機提示充滿電就已經足夠，一般手機，都會在5小時內提示充滿，完成后如果繼續接著充電器，過沖過放保護電路會截斷手機的充電電流。之后電池就處于不狀態，和充滿后馬上撥除充電線的效果是一樣的。
前三次充電必須達到12小時是針對鎳氫充電電池來說的，結果被很多廠家習慣性地、無知地寫在鋰電池用戶手冊上，沒文化真可怕。國際大廠，如戴爾，聯想，華碩，apple的產品上是絕對不會出現“12小時”這樣的文字的。而且對于鋰電池來說，這是共性，也是原理的一部分，不可能有的廠家生產的需要12小時，有的廠家的不需要。
需要注意的是，如果采用座充，由于絕大部分座充達不到官方線充的最高電流，充電時間可能會超過6小時，但只要充滿電，坐充也會自動斷電，和用線充是一樣的。
充滿電了就最好馬上撥除充電線，防止過充。
過沖過放保護電路不是吃素的，OK！！！如果發生過充，多半是因為過沖過放保護電路損壞，但以現在的電子產品工藝和抗壓能力來說,這概率實在低到不行，不必提心吊膽。
手機一旦開始提示用戶充電，就一定要馬上充電，或者馬上關機，避免過放。過沖過放保護電路不是吃素的，OK！！！這個電路會在必要的時候(也就是過放之前)強制關機，不會損壞電池的。手機的提示是為了讓用戶提前知道，以提前做好處理或者心理準備。
需要注意的是，如果手機已經自動關機就千萬不能為了打個電話而強行開機了，因為很有可能造成過放，而且由于保護的存在，開機未完成前多半會被過沖過放保護電路強行斷電。
三、正確地使用
1新出廠的電池：無需任何處理，如激活等，可直接投入正常使用。
2閑置不長時間的電池(三個月內)：無需任何處理(如激活等)，可直接投入正常使用。
3置較長時間的電池(三個月以上)：可做激活處理，使得電池活性達到最高，也可不做，使其隨著正常使用自然恢復到最高活性。
4子產品的評測人員，為了保證對電池續航時間的正確統計，有必要在測試前進行激活處理。
5鋰電池正常充電方法：
隨時充電，并可隨時停止充電，不要有所顧忌。這點是鋰電池的重要優點----無記憶效應決定的，請正視這個優點，并讓您的鋰電盡量展現它的這個重要優點。
四、工作中的鋰電池最怕什么
1.100℃以上高溫會嚴重影響電池壽命和儲電能力，并可能成造成電池熔化，或爆炸。所以，請讓鋰電池遠離火源及其它熱源。
2.35℃到100℃高溫是的，你沒有看錯，從35℃開始(人體溫一般為36.2℃-37.2℃)電池壽命就開始被溫度明顯影響，溫度越高，影響越大。
鋰電池的設計壽命最少也有400次完全充放電，按手機平均每三天充一次電來算，一塊電池應該至少能用三年半。但絕大多數電池都沒有能活那么久，很大部分的原因是因為電池被人的體溫影響，另一部分原因是因為被手機其它芯片發熱所影響。
為什么筆記本電腦的電池為怎么總感覺沒有手機的耐用，那是因為：其一、筆記本電腦發熱比手機多的多，電腦芯片的熱量很容易傳導到電池上，超過40℃輕輕松。其二、為了更快的充電，筆記本充電電流一般較高，電池容量大，充電放電電池本身也會發熱。其三、電池一般位于下面板處，更不容易散熱。
再，如果您的設備在使用中會產生更大的熱量，如手機長時間打電話，手機玩大型游戲，筆記本電腦玩游戲，并且這個熱量會傳導到電池上，加上充電時電池本身的發熱，雖然不會產生安全風險，但也會影響到電池。
所以如果，發現充電使用中的設備發熱明顯(如iphone手機邊充電邊玩3D游戲)，則可以考慮先等充滿電了，再連著充電線玩。
3.-40℃低溫以下會到達冰點徹底凍壞。
4.10℃到-40℃低溫會降低電池續航能力，但不會對電池造成永久傷害，只要溫度回到室溫，電量又會自動恢復回來。
五、閑置中的鋰電池最怕什么：
1.35℃以上高溫，和中鋰電相同。
2.滿電后閑置，電池老化的比平時更快。
3.分放電后閑置，電池閑置過程中會自放電，充分放電后電池自放電會造成過放。
4.-40℃低溫以下，會到達冰點徹底凍壞。
5.鋰電池理想狀態：
閑置中的鋰電環境溫度在20℃(差不多是室內溫度)左右較為合適，此時電池放電充電性能均能最大化。如果要長時間(三個月以上)閑置電池，請一定要充到40%左右再閑置(短時間就算了，關鍵是麻煩)。因為這樣，所以電池出廠時，電池廠基本上都是充到40%再出廠的。
閑置的電池溫度越低，老化越慢，但不要低于-40℃。
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