首先是石墨负极比表面积的影响,当石墨负极比表面积更大时,形成SEI膜的面积也就会越大,从而会消耗更多的锂离子,并降低全电池首次效率(前提为负极首次效率比正极低)。另外一个首次效率的影响因素为化成充电制度。当化成形成的SEI膜更薄且更致密时,就可以降低这一过程对锂离子的消耗,并提升首次效率。为了保证SEI膜的形成效果,化成充入容量是一个重要的考量因素.除此之外,过大的负极材料过量就需要形成更多的SEI膜,因此也会在一定程度上降低首次效率。电解液中加入PC溶剂,虽然会加宽锂离子电池的工作温度窗口,但是如果没有对应的成膜添加对来对负极进行保护,就容易造成PC对PTMS强磁磁选机石墨负极材料的剥离,并降低全电池的首次效率。
用提升产品容量,我们一定是希望全电池首效越高越好,那么是否可以靠之前所提到的几种首次效率影响因素,就显著提高全电池的首次效率呢?答案是否定的,以前的几项改善措施,要么效果微乎其微,要么就是会造成其它负面影响,总之都不是提高首次效率的有效方法。那切实可行的提高首次效率的方法是什么呢?答案是——预锂化。什么是预锂化呢?对全电池而言,化成时负极界面形成的SEI膜会消耗掉从正极脱嵌的锂离子,并降低电池的容量。PTMS强磁磁选机有效对正极材料进行除铁。如果我们可以从正极材料外再寻找到一个锂源,让SEI膜的形成消耗外界锂源的锂离子,这样就可以保证正极脱嵌的锂离子不会浪费于化成过程,最终就可以提高全电池容量。这个提供外界锂源的过程,就是预锂化。
全电池化成时会消耗掉从正极脱嵌的锂离子,如果我们可以让负极单独化成,待负极形成SEI膜后再与正极装配,这样就可以避免化成对正极锂离子的损耗,并大幅提升全电池的首次效率及容量。毫无疑问,这里的关键步骤是负极单独化成,负极片与锂片被浸泡在电解液中,并有外电路连接充电。这样就可以保证化成时消耗的锂离子来源于金属锂片而非正极。待负极片化成完毕后,再与正极片装配,电芯已不需要再进行化成,从而不会由于负极形成SEI膜而损失处理正极材料的锂离子,容量也就会明显提高。这种预锂化方法的优点是可以最大限度的PTMS强磁磁选机正常化成流程,同时保证SEI膜的形成效果与全电池相近。但是负极片的提前化成和正负极片的装配这两个工序,操作难度过大。
佛山盛翰机械科技有限公司,咨询电话:13929972692