锂電池的分容原理是什麽，化成分容方法步驟操作？

TIME: 2022-12-19 锂電池百科

锂電池生产制造过程中，在工艺流程方面，锂電池的化成分容方法和步骤是重要的一环，而锂電池的分容原理则是一环工艺的理论基础，下面是关于这方面的知识介绍。

一、什麽是化成和分容

化成：一般指對初次充電的電池實施一系列工藝措施使之性能趨于穩定，包括，小電流充放電，恒溫靜置等。

分容：簡單理解就是容量分選、性能篩選分級。

二、锂電池的化成方法步骤

在锂離子電池首次充放電過程中作爲锂離子電池的極性非質子溶劑不可避免地都要在電極與電解液界面上反應，形成覆蓋在電極表面上的鈍化薄膜，稱爲電子絕緣膜或固體電解質相界膜即SEI膜，據報導得知：鈍化膜由Li2O、LiF、LiCl、Li2CO3、LiCO2-R、醇鹽和非導電聚合物組成，是多層結構，靠近電解液的一面是多孔的，靠近電極的一面是致密的。SEI膜的形成對電極材料的性能産生至關重要的影響。一方面，SEI膜的形成消耗了部分锂離子，使得首次充放電不可逆容量增加，降低了電極材料的充放電效率；另一方面，SEI膜具有有機溶劑不溶性，在有機電解質溶液中能穩定存在，並且溶劑分子不能通過該層鈍化膜，從而能有效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對電極材料造成的破壞，因而大大提高了電極的循環性能和使用壽命。化成的質量決定了SEI膜的好壞，直接接影響到電池的循環壽命、穩定性、自放電性、安全性等電化學性能。因此電池企業都會根據其生産實際，研究總結出一套合適的化成和分容的工藝流程及參數，以保證電池可以獲得最大的容量、最好的穩定性和最長的壽命。電池的化成需要長時間充放電，充電時不但需要精准地控制充放電的電壓或電流的高低大小，還要精准地控制充放電電壓和電流的的脈沖波形，以防止SEI膜阻抗增大，從而影響锂離子電池的倍率放電性能，並提高化成過程的生産效率。比如對于磷酸鐵锂體系，當充電電壓大于3.7V時，可能會使磷酸鐵锂的晶格結構造成破壞，從而影響電池的循環性能。

三、锂電池的分容方法步骤

電池的分容是通過化成分容櫃(由于化成和分容基本原理相同，化成和分容功能集成在同一個櫃子內，稱爲化成分容櫃)來完成的，分化成容櫃的功能實際上就是象充電器一樣的東西，只不過它可以同時爲大量的電池充放電。電池分容時通過電腦管理得到每一個檢測點的數據，從而分析出這些電池容量的大小和內阻等數據，確定電池的質量等級，這個過程就是分容。

電池首次分容後，需靜置一段時間，一般不少于15天，在這個期間，有些內在的質量問題就會表現出來，比如說自放電過大，內阻變大等等。靜置期結束後，再次進行檢測分容，把容量達不到等級，有質量問題的淘汰掉。

分容的另外一個目的是對電池進行分類組編，就是篩選出單體的內阻和容量相同的單體進行組合。組合時，只有性能很接近的才能組成電池組。比如，動力電池組爲滿足電動汽車的能量需求,往往需要數十支到數千支電池組成，受到系統複雜性的影響，電池組的行爲有其獨特性，並不是單體電池的做一個簡單的加減法就能夠獲得電池組的性能。以我們常見的串聯、並聯組成的電池組爲例，理想情況下所有電池組中的單體電池應該是完全一致的，但是實際上即便是同一批次生産的單體電池仍然具有性能的差異(包括容量、內阻等因素)。雖然在組成電池組之前會進行篩選，仍然無法保證所有電池性能100%一致，此外受到電池組體積的影響，不同部分的散熱特性也有較多的差異，因此電池組在溫度分布上也存在較大的溫度梯度，上述種種因素會導致電池組內的電池在使用過程中的衰降速度並不一致，這種情況下一方面會造成電池組的可用容量下降(受到電池組中串聯電池的最小容量的限制)。另一方面也可能會導致電池組安全性降低。研究顯示即便是單體電池循環壽命可達1000次以上，在組成電池組時，如果沒有均衡設備的保護，電池組的循環壽命可能不足200次，因此對于電池組而言，單體電池的一致性是一個非常重要的參數。

四、锂電池的化成和分容精度要求

为了提高电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能，必须严格控制锂電池的一致性或精确评定电池等级，所以对化成和分容设备的电流和电压的测量精度有很高的要求，限于传感器采集精度，目前市场上化成分容设备电流和电压的测量精度一般在千分之一左右。其对于化成而言，电流和电压的控制精度越高越高锂電池产品的质量就会越好，电流电压传感器在万分之一以上的精度是比较理想的选择。银河电气有优于万分之一精度的电流和电压传感器，可以提供多种选择。

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