Pourquoi surveiller le point de rosée dans un atelier sur les batteries lithium-ion ?

Le point de rosée est la température à laquelle l'humidité se condense. Lorsque la teneur en vapeur d'eau de l'air reste inchangée et que la pression de l'air reste constante, la température à laquelle l'air est refroidi jusqu'à saturation est appelée température du point de rosée (Td), ou point de rosée en abrégé. Elle peut également être comprise comme la température à laquelle la vapeur d’eau et l’eau atteignent l’équilibre. La différence entre la température réelle (t) et la température du point de rosée (Td) indique à quel point l'air est proche de la saturation. Lorsque t＞Td, l'air est insaturé, lorsque t=Td, il est saturé et lorsque t＜td, il est sursaturé.

Les batteries lithium-ion ont des exigences très strictes en matière d'humidité environnementale pendant le processus de fabrication, principalement parce que la perte du contrôle de l'humidité ou le contrôle du grossissement auront de graves effets néfastes sur l'électrolyte. L'électrolyte est le vecteur de transmission des ions dans les batteries lithium-ion. Il est composé de sels de lithium et de solvants organiques. C'est la garantie pour les batteries lithium-ion d'obtenir des avantages tels qu'une haute tension et une énergie spécifique élevée.

Une humidité excessive aura de graves effets néfastes sur l’électrolyte :

1. Détérioration de l’électrolyte

L'électrolyte est le vecteur de transmission des ions dans la batterie, composé de sel de lithium et de solvant organique. L'électrolyte joue le rôle de conducteur d'ions entre les électrodes positives et négatives de la batterie au lithium et constitue la garantie pour la batterie lithium-ion d'obtenir des avantages tels qu'une haute tension et une énergie spécifique élevée. Pendant le processus de remplissage de la batterie, l'humidité doit être inférieure à 1 % et la batterie doit être scellée dès que possible après le remplissage pour empêcher l'intérieur de la batterie d'entrer en contact avec l'air. Si l'humidité est trop élevée, l'électrolyte réagit avec l'humidité pour générer des traces de gaz nocifs, qui ont un effet néfaste sur l'environnement de la salle de remplissage ; cela affectera également la qualité de l'électrolyte lui-même, entraînant de mauvaises performances de la batterie.

2. La capacité de la batterie diminue

La capacité de première décharge de la batterie diminue à mesure que la teneur en eau de la batterie augmente. Une teneur excessive en eau endommagera les composants efficaces de l'électrolyte et consommera des ions lithium, provoquant des réactions chimiques irréversibles des ions lithium dans l'électrode négative de la batterie. À mesure que les ions lithium sont consommés, la capacité de la batterie diminue.

3. Résistance interne accrue

À mesure que la teneur en eau de la batterie augmente, la résistance interne a tendance à augmenter. Pendant l'utilisation de la batterie, la résistance interne est faible, de sorte qu'une décharge de courant importante peut être effectuée et que la puissance de la batterie est élevée. Si la résistance interne est importante, une décharge de courant importante ne peut pas être effectuée et la puissance de la batterie est relativement faible. Une teneur excessive en eau affectera la qualité du film SEI dans la batterie au lithium, affectant ainsi la résistance interne de la batterie.

4. Pression excessive à l’intérieur de la batterie

L'eau réagit avec le LiPF6 dans l'électrolyte pour générer des gaz nocifs. Lorsqu’il y a trop d’eau, la pression à l’intérieur de la batterie augmente, provoquant une déformation de la batterie sous l’effet des contraintes. S'il s'agit d'une batterie de téléphone portable, elle apparaîtra comme une coque bombée. Lorsque la pression interne est plus élevée, la batterie risque d'exploser et l'explosion provoquera des éclaboussures d'électrolyte et les fragments de la batterie peuvent facilement blesser des personnes.

5. Fuite de la batterie

En plus de générer du gaz, le LiPF6 présent dans l'électrolyte réagit avec l'eau pour produire de l'acide fluorhydrique, un acide hautement corrosif qui peut corroder les pièces métalliques à l'intérieur de la batterie, provoquant éventuellement une fuite de la batterie. Si la batterie fuit, ses performances chuteront rapidement et l'électrolyte corrodera également la machine de l'utilisateur.

Résumer:

L'électrolyte, le matériau de l'électrode positive et le matériau de l'électrode négative sont très sensibles à l'eau. Pour garantir la qualité de la batterie, l’humidité dans l’atelier et la boîte à gants doit être strictement contrôlée. En particulier, certains processus clés, tels que le séchage des cellules de la batterie, le remplissage de l'électrolyte, le scellement, etc., doivent être effectués dans un environnement à faible humidité inférieure à 1 % pour empêcher l'humidité de pénétrer dans l'électrolyte. À ce stade, le changement de la valeur de la température du point de rosée est nécessaire pour refléter la fluctuation de l’humidité. Généralement, la température du point de rosée doit être contrôlée en dessous de -45 ℃, voire plus sèche.

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