Por que monitorar o ponto de orvalho na oficina de baterias de íons de lítio?

O ponto de orvalho é a temperatura na qual a umidade se condensa. Quando o teor de vapor de água no ar permanece inalterado e a pressão do ar é mantida constante, a temperatura na qual o ar é resfriado até a saturação é chamada de temperatura do ponto de orvalho (Td), ou ponto de orvalho, abreviadamente. Também pode ser entendida como a temperatura na qual o vapor d'água e a água atingem o equilíbrio. A diferença entre a temperatura real (t) e a temperatura do ponto de orvalho (Td) indica quão próximo o ar está da saturação. Quando t>Td, o ar está insaturado, quando t=Td, está saturado e quando t<td, está supersaturado.

As baterias de íon-lítio têm requisitos muito rígidos quanto à umidade ambiental durante o processo de fabricação, principalmente porque a perda do controle de umidade ou o controle de engrossamento terá sérios efeitos adversos no eletrólito. O eletrólito é o transportador da transmissão de íons nas baterias de íon-lítio. É composto por sais de lítio e solventes orgânicos. É a garantia para que as baterias de íon-lítio obtenham vantagens como alta tensão e alta energia específica.

A umidade excessiva terá efeitos adversos graves no eletrólito:

1. Deterioração eletrolítica

O eletrólito é o portador da transmissão iônica da bateria, composto por sal de lítio e solvente orgânico. O eletrólito desempenha o papel de conduzir íons entre os eletrodos positivos e negativos da bateria de lítio, e é a garantia para que a bateria de íons de lítio obtenha vantagens como alta tensão e alta energia específica. Durante o processo de enchimento da bateria, a umidade deve ser inferior a 1%, e a bateria deve ser lacrada o mais rápido possível após o enchimento para evitar que o interior da bateria entre em contato com o ar. Se a umidade for muito alta, o eletrólito reage com a umidade gerando vestígios de gases nocivos, que têm um efeito adverso no ambiente da sala de enchimento; isso também afetará a qualidade do próprio eletrólito, resultando em baixo desempenho da bateria.

2. A capacidade da bateria diminui

A capacidade de primeira descarga da bateria diminui à medida que o teor de água na bateria aumenta. O teor excessivo de água danificará os componentes eficazes do eletrólito e consumirá íons de lítio, causando reações químicas irreversíveis de íons de lítio no eletrodo negativo da bateria. À medida que os íons de lítio são consumidos, a capacidade da bateria diminui.

3. Aumento da resistência interna

As the water content of the battery increases, the internal resistance tends to rise. During the use of the battery, the internal resistance is small, so that large current discharge can be carried out and the battery power is high. If the internal resistance is large, large current discharge cannot be carried out, and the battery power is relatively low. Excessive water content will affect the quality of the SEI film in the lithium battery, thereby affecting the internal resistance of the battery.

4. Excessive pressure inside the battery

Water reacts with LiPF6 in the electrolyte to generate harmful gases. When there is too much water, the pressure inside the battery increases, causing the battery to deform under stress. If it is a mobile phone battery, it will appear as a bulging shell. When the internal pressure is higher, the battery is in danger of exploding, and the explosion will cause the electrolyte to splash, and the battery fragments may easily injure people.

5. Battery leakage

In addition to generating gas, the LiPF6 in the electrolyte reacts with water to produce hydrofluoric acid, a highly corrosive acid that can corrode metal parts inside the battery, causing the battery to eventually leak. If the battery leaks, the battery performance will drop rapidly, and the electrolyte will also corrode the user's machine.

Summarize:

The electrolyte, positive electrode material and negative electrode material are very sensitive to water. To ensure the quality of the battery, the moisture in the workshop and glove box must be strictly controlled. In particular, some key processes, such as battery cell drying, electrolyte filling, sealing, etc., must be carried out in a low humidity environment of less than 1% to prevent moisture from entering the electrolyte. At this time, the change in dew point temperature value is needed to reflect the fluctuation of humidity. Generally, the dew point temperature should be controlled below -45℃, or even drier.

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