水分對放電容量、鋰電池內(nèi)阻和電池循環(huán)容量衰減的影響

　　隨著這兩年電動汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對鋰離子電池，特別是動力鋰離子電池的品質(zhì)要求有了顯著提高，而對電池行性能有明顯影響的鋰電制程水分控制水平要求更加嚴格。本文從水分對鋰離子電池的影響以及制程中的處置來進行闡述

　　一、水分對鋰離子電池的影響

　　鋰離子電池內(nèi)部是一個較為復雜的化學體系，這些化學系統(tǒng)的反應過程及結(jié)果都與水分密切相關(guān)。而水分的失控或粗化控制，導致電池中水分的超標存在，不但能導致電解質(zhì)鋰鹽的分解，而且對正負極材料的成膜和穩(wěn)定性產(chǎn)生惡劣影響，導致鋰離子電池的電化學特性，諸如容量、內(nèi)阻、產(chǎn)品特性都會產(chǎn)生較為明顯的惡化。

　　前面提到的膜，即固體電解質(zhì)界面（Solid-Electrolyte Interface，簡稱SEI）膜，是一層選擇性透過膜，能使Li+自由透過，而電解液分子不能透過。電解液的組成和痕量的添加劑對SEI膜形成的電位、致密程度、電池不可逆容量損失、電池內(nèi)阻等有顯著的影響。水作為電解液中一種痕量組分，對鋰離子電池SEI膜的形成和電池性能有一定的影響。主要表現(xiàn)為電池容量變小，放電時間變短，內(nèi)阻增大，循環(huán)容量衰減，電池膨脹等現(xiàn)象，因此，在鋰離子電池的制作過程中，必須嚴格控制環(huán)境的濕度和正負極材料、電解液的含水量。

　　說到SEI膜，可能行業(yè)外朋友還是沒有直觀的印象SEI膜到底是什么？請看上圖兩張SEM圖片的對比，應該會有一個直觀感覺，其中（a）是原始電極材料，（b）是一個循環(huán)后的電極材料?？闯霾顒e來了嗎？

　　水分對放電容量的影響

　　電池首次放電容量隨電池中水分的增加而減小。在鋰源恒定的條件下，電池首次放電容量的變化主要由2個主要因素制約。

　　1、SEI膜的形成消耗部分Li+，造成不可逆容量損失，單電子還原過程生成的烷基碳酸鋰還可以與電解液中的痕量水發(fā)生反應，2ROCO2Li + H2O →Li2CO3 + CO2 + 2ROH，當生成CO2后，在低電位下的負極表面，有新的化學反應發(fā)生2CO2 + 2Li+ +2e →Li2CO3 + CO。

　　2、SEI膜形成以后，在仍然有H2O存在的條件下，H2O會促使電解液中LiPF6的分解，使電池放電時間縮短，反應如下

　　水分對鋰電池內(nèi)阻的影響

　　隨著電池水分的增加，內(nèi)阻呈上升的趨勢。產(chǎn)生電池內(nèi)阻差異的主要因素有如下2個方面。