高自放电培训.pptx

高自放电培训 杭道金 2010-10-19 目录 什么是高自放电 为什么要控制高自放电 高自放电基础知识 高自放电来源 结束语 何为高自放电? HSD :high self discharge 电池老化前满充电Cell full capacity before aging 电池老化后残留容量C1 再充电后放电容量C2 SD（自放电）=(C2-C1)/C2*100% 高自放电: SD X%(spec.) 为什么要控制高自放电 1. A123 2009年因为高自放电损失 26650 损失 :约20万颗 32113 损失 :约1万颗 总损失=130万美元 2009 高自放电 = 15辆 ×BWM Z4 高自放电类型： 1 . 原电池反应 2. 因为金属内部短路 物理短路 化学短路———主要原因 3 . SEI 行程的不可逆容量原因 Metal contamination 正极 隔膜 负极 Metal ion(Mn+) 在正极氧化 在负极还原 正极金属污染物 short 因为正极表面污染物---化学内部短路 2. 控制高自放电因为安全要求 为什么要控制高自放电 Temp. 700℃ 过热： 　　电池温度≥ 正极临界温度 自放电检查 防治过热，排除内部短路的电池 正极 温度 放热 LiCoO2 256℃ 769J/g LiNiO2 210℃ 1420J/g LiMnO2 345℃ 235J/g LiFePO2 480℃ 550wh/kg 各种锂离子电池过热温度 微短 稳定温度(LimnO2)（≤345℃）　≤　短路温度（700℃） 发生内部短路时有极大地风险导致电池过热 为什么要控制高自放电 2. 控制高自放电因为安全要求 负极 正极 隔膜r Metal Contamination M 1. 正极表面金属 2. 污染物在电池充电时在正极表面被氧化，变成离子进入溶液，在电厂作用下移动到负极，并在负极表面得到电池被还原成金属，不断地长大，刺穿隔膜，形成短路，表现为高自放电 M －xe→M x+ 金属氧化成离子 M x+ M x+ 移动到负极表面因为电场作用 M x+ M x+ +xe→M 在负极被还原成金属 M M x+ M M 金属在对应的位置迅速长大 刺穿隔膜导致自放电 1 2 3 4 5 高自放电知识 高自放电的电池一定能在隔膜和负极表面找到相应证据 正极表面的金属最易造成自放电 高自放电金属: 铁、铬、镍、铜、锌等 原理 将不锈钢粉放入26650正极并卷好 充到3.6V 并12小时 拆解电池分析 在电池内部放入不锈钢粉 实验 不锈钢成分 结果t 一致 不锈钢粉在正极表面，充放电时溶解到电解液中，并在负极表面许出 高自放电知识 实验 即使我们肉眼都发现不了的微小的金属污染物都能导致高自放电，实验表明颗粒(5 um) 非常容易产生电池内部短路 隔膜 负极 放大四十倍后 隔膜 负极 相机照片 小黑点 放大后 高自放电知识 测试 不锈钢 铁 黄铜 隔膜 负极 EDX 测试 高自放电知识 污染来源: 原材料 过程 机器 环境 O O O 任何导致污染的源头都应当被找出并改正 能到导致高自放电的污染源 能到导致高自放电的污染源 干燥气封口发现不锈钢颗粒 环境 空调风管镀锌，有水分时会导致Zn脱落，导致高自放电 门的来回移动会是合页产生金属粉尘 环境 闭门器会导致不锈钢粉 移动的开关会产生不锈钢粉尘 柜子的磁吸会产生金属粉尘 桌角与角铁碰撞会产生金属粉尘 能到导致高自放电的污染源 crash 金属 handle of cutter is loose and emiss particle when it is using 软管上的螺丝在切刀运行时会碰到机器导致金属粉尘(Fe 和不锈钢） 卷绕机的皮带 切刀的把手松，当被使用时会碰到螺丝 电池厂设备 气缸运行时黑色物质 能到导致高自放电的污染源 螺栓和螺母碰撞会产生不锈钢粉尘 生锈的镊子产生Fe 极耳焊接时产生的铜粉 磨损的工具 刮伤的滚轴 电池厂设备 能到导致高自放电的污染源 消音器 黄铜会导致高自放电，需要被更滑 不锈钢产生于碰撞 顶针产生不锈钢 电池厂设备 能到导致高自放电的污染源 正极搅拌桨损伤产生不锈钢 黄铜链接头 浆料搅拌罐下方的接头生锈产生Fe 和不锈钢 冷却水阀产生Fe绣 搅拌罐底部的法兰生