锂电分容后负极掉料严重还低容?核心诱因解析
锂电池分容后出现低容且负极极片掉料严重,大多是分容环节的充放电条件、极片制备工艺缺陷,或是电解液与极片适配性问题共同作用的结果,掉料会直接导致负极无法正常接收和存储锂离子,进而引发低容,具体原因可从以下几方面分析:
分容工艺参数设置不当
充放电倍率与电压异常:若分容时充电倍率过高,锂离子嵌入负极的速度远超材料接纳能力,会导致负极局部过度膨胀,而放电倍率过高又会让负极快速收缩,反复的剧烈胀缩会破坏活性物质颗粒间及与集流体的结合力,造成掉料;若充电截止电压异常偏高,还会破坏负极表面的&苍产蝉辫;厂贰滨&苍产蝉辫;膜,引发活性物质与电解液的副反应,进一步加剧掉料,同时掉料和&苍产蝉辫;厂贰滨&苍产蝉辫;膜破坏都会导致锂离子脱嵌受阻,最终呈现低容。
分容温度失控:分容环境温度过高时,电解液分解速度加快,会侵蚀负极粘结结构,且负极材料热稳定性下降,颗粒结合力变弱;温度过低则会使锂离子扩散困难,负极局部锂沉积,破坏表面结构,这两种情况都会造成掉料。而掉料会减少负极有效活性位点,直接导致分容容量偏低。
负极极片制备工艺存在缺陷
浆料与涂布环节问题:若制备负极浆料时粘结剂比例不足,或搅拌不均匀,会导致活性物质、导电剂与集流体间粘结力先天不足;涂布时若烘箱温度过高,极片易开裂,温度过低则溶剂挥发不充分,同样会降低粘结效果。这类极片在分容充放电的胀缩过程中,原本就薄弱的粘结处极易断裂,出现大量掉料,进而导致低容。
辊压工艺过压损伤:辊压环节若压力过大,会破坏负极活性物质的内部结构,还可能产生微裂纹,使活性物质颗粒间的连接失效。经过分容时的充放电循环,这些受损部位会脱落形成掉料,且被破坏的活性物质无法正常嵌锂,最终表现为低容,同时极片还可能出现发亮的特征。
集流体处理不到位:负极集流体铜箔若表面粗糙度不够,或残留油污、氧化物,会降低涂层与铜箔的粘附力。在分容的充放电循环应力作用下,涂层易从集流体剥离形成掉料,导致负极有效工作面积减少,容量自然降低。
装配及电解液相关问题
注液量不足:注液量不够会使负极极片保液量不足,不仅会导致锂离子传输受阻,造成低容,还会让负极因干燥失去电解液的辅助粘结和保护作用,活性物质易脱落。而且保液不足时负极还可能伴随轻微析锂,进一步破坏极片结构,加剧掉料。
装配过程损伤极片:装配时若极片对齐度差、隔膜褶皱,会导致负极局部受力不均。分容充放电时,这些受力异常的部位会产生集中应力,使负极极片局部掉料,同时局部接触不良会影响锂离子正常脱嵌,最终表现为低容。
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