正极材料水分管控

正极材料水分管控

一、水分对材料影响

1、正极材料磷酸铁锂成品的含水量直接影响电池的电化学性能，磷酸铁锂的生产厂家在生产过程中都会严格控制磷酸铁锂的含水量，一般要求水分含量在1000ppm以内。但是由于磷酸铁锂粉体颗粒细、比表面积大，导致其吸水性较强。如果在空气中暴露时间稍长或环境湿度偏高，其水分含量会超过1000ppm。

2、正极材料大都是微米或纳米级颗粒，极易吸收空气中的水分，特别是Ni 含量高的三元材料。在制备正极浆料时，如果正极材料水分高，在进行浆料搅拌过程中NMP吸水后会造成PVDF溶解度降低，导致浆料凝胶成果冻状，影响加工性能。制成电池后，其容量、内阻、循环和倍率等都会受到影响，因此正极材料的水分与金属异物一样要作为重点管控项目。

二、水分来源

A、空气中水分

B、前端工序水分

C、设备内渗水

D、人为原因

E、辅材工装等其他原因

三、水分管控方式

1、大多数情况会重点关注烧结工序之后的水分控制，窑炉高温烧结可以除去粉料中的大部分水分，只要严格控制烧结工序之后到包装这个阶段的水分引入，基本可以保证材料水分不超标，前端工序若水分较高，干燥料装钵机下料过程会造成堵料、堆结的情况，烧结效率和材料的微观形态都会受到影响。为降低干燥料含水率，需严格控制前端工序的各项参数指标，如混料研磨工序用水量、成品浆料的固含量、喷雾干燥进排风温度等。

2、所配产线设备自动化程度越高，减少人为不必要的干预，粉料在空气中暴露的时间越短，水分引入也就越少。推动材料供应商提高设备自动化程度，如

实现全程管道输送，监控管道露点，安装自动装钵机实现自动装料、下料，将从炉窑出来的磷酸铁锂物料直接倒钵翻转匣钵使物料经过旋转阀门进入气流输送装置，外轨道线全程密封处理，轨道线箱盖及时上盖，通入压缩空气形成微正压，压缩空气源露点控制在≤-10℃，并定期对输送线湿度露点进行监测，这对防止水分引入贡献巨大。

3、物料经冷干压缩空气气流输送，将磷酸铁锂物料从气流输送装置发送至储料仓内，物料水分与环境及时间有关，料仓通入压缩空气以减少外部环境影响，存放时间过长可能会吸水潮解，长时间存放再次设备使用需对物料进行卸料。使用气体吸干机对干燥压缩空气进行加热，利用加热后的高温压缩空气作为粉碎和烘干气源，可以有效避免物料在生产过程中吸水，在气流磨中对物料进行粉碎和烘干，在粉碎过程同时具有烘干功能，进一步保证产品水分含量，粉碎后的物料进入分级轮进行筛分。此过程需对气流粉碎露点严格把控，确保气体温度具有充分烘干效果，对气源露点控制在≤-30℃，对空压机露点控制在≤-60℃。

4、筛分后的物料进入到除尘仓内进行气固分离，分离出来的物料经除磁后进入自动包装系统进行包装。此环节是湿度露点应该最严格控制的关键点，对包装间进入人员数量进行限定，风淋间进出门及时关闭避免敞开，物料进出控制进出时间，定期对除湿机除湿效果、包装湿度露点进行点检记录以及保养工作，必须符合工艺控制标准≤-40℃，理论上讲露点越低越有利，如果达不到这个要求，前面所有的控制都会失败，材料会重新吸收水分。

5、此外，下料包装时物料与环境直接接触，人为干预因素增多，包括吨包包装操作及取样检测操作，此过程对人员要求较高，现场员工操作需要参照包装作业指导书及成品取样作业指导书要求进行操作，佩戴相应劳保用品、工具。结束后应及时采用吨袋抽真空的包装封口，并对密封效果进行检验。

6、对湿法段配料辅料间、干法段筛网制作间、振筛除磁间、成品包装间进行温湿度环境管控，安装湿度露点仪，定期进行点检记录。

7、原材料、成品立库存放需制定物料暂存时间限定，超过存放期限需对产品进行取样检测。对立库温湿度环境进行管控，定期进行点检记录。

8、临时物料存放

受限于生产安排或异常情况处理时需对过程物料临时存放情况，如干燥料吨包装袋，烧结料搬钵下料或暂存，此时就要严格控制粉料暴露时间，对吨袋或铝箔袋及时封口，匣钵等不便封口物料盛装容器及时缠绕膜包裹严实。处理完后放置于干燥环境暂存。

四、当然材料设计不同，吸水性也会有较大差异，比如包覆材料差异、比表面积差异等都会影响其吸水性。有些材料供应商虽然在制造过程中防止了水分的引入，但材料本身却具有易吸水的特性，制成极片后水分极难烘出，这就给电池制造商造成了麻烦。因此，在开发新材料时应考虑到吸水性的问题，开发出普适性更高的材料，这对供需双方都大有好处。

正极材料水分管控

正极材料水分管控 一、水分对材料影响 1、正极材料磷酸铁锂成品的含水量直接影响电池的电化学性能，磷酸铁锂的生产厂家在生产过程中都会严格控制磷酸铁锂的含水量，一般要求水分含量在1000ppm以内。但是由于磷酸铁锂粉体颗粒细、比表面积大，导致其吸水性较强。如果在空气中暴露时间稍长或环境湿度偏高，其水分含量会超过1000ppm。 2、正极材料大都是微米或纳米级颗粒，极易吸收空气中的水分，特别是Ni 含量高的三元材料。在制备正极浆料时，如果正极材料水分高，在进行浆料搅拌过程中NMP吸水后会造成PVDF溶解度降低，导致浆料凝胶成果冻状，影响加工性能。制成电池后，其容量、内阻、循环和倍率等都会受到影响，因此正极材料的水分与金属异物一样要作为重点管控项目。 二、水分来源 A、空气中水分 B、前端工序水分 C、设备内渗水 D、人为原因 E、辅材工装等其他原因 三、水分管控方式 1、大多数情况会重点关注烧结工序之后的水分控制，窑炉高温烧结可以除去粉料中的大部分水分，只要严格控制烧结工序之后到包装这个阶段的水分引入，基本可以保证材料水分不超标，前端工序若水分较高，干燥料装钵机下料过程会造成堵料、堆结的情况，烧结效率和材料的微观形态都会受到影响。为降低干燥料含水率，需严格控制前端工序的各项参数指标，如混料研磨工序用水量、成品浆料的固含量、喷雾干燥进排风温度等。 2、所配产线设备自动化程度越高，减少人为不必要的干预，粉料在空气中暴露的时间越短，水分引入也就越少。推动材料供应商提高设备自动化程度，如

实现全程管道输送，监控管道露点，安装自动装钵机实现自动装料、下料，将从炉窑出来的磷酸铁锂物料直接倒钵翻转匣钵使物料经过旋转阀门进入气流输送装置，外轨道线全程密封处理，轨道线箱盖及时上盖，通入压缩空气形成微正压，压缩空气源露点控制在≤-10℃，并定期对输送线湿度露点进行监测，这对防止水分引入贡献巨大。 3、物料经冷干压缩空气气流输送，将磷酸铁锂物料从气流输送装置发送至储料仓内，物料水分与环境及时间有关，料仓通入压缩空气以减少外部环境影响，存放时间过长可能会吸水潮解，长时间存放再次设备使用需对物料进行卸料。使用气体吸干机对干燥压缩空气进行加热，利用加热后的高温压缩空气作为粉碎和烘干气源，可以有效避免物料在生产过程中吸水，在气流磨中对物料进行粉碎和烘干，在粉碎过程同时具有烘干功能，进一步保证产品水分含量，粉碎后的物料进入分级轮进行筛分。此过程需对气流粉碎露点严格把控，确保气体温度具有充分烘干效果，对气源露点控制在≤-30℃，对空压机露点控制在≤-60℃。 4、筛分后的物料进入到除尘仓内进行气固分离，分离出来的物料经除磁后进入自动包装系统进行包装。此环节是湿度露点应该最严格控制的关键点，对包装间进入人员数量进行限定，风淋间进出门及时关闭避免敞开，物料进出控制进出时间，定期对除湿机除湿效果、包装湿度露点进行点检记录以及保养工作，必须符合工艺控制标准≤-40℃，理论上讲露点越低越有利，如果达不到这个要求，前面所有的控制都会失败，材料会重新吸收水分。 5、此外，下料包装时物料与环境直接接触，人为干预因素增多，包括吨包包装操作及取样检测操作，此过程对人员要求较高，现场员工操作需要参照包装作业指导书及成品取样作业指导书要求进行操作，佩戴相应劳保用品、工具。结束后应及时采用吨袋抽真空的包装封口，并对密封效果进行检验。 6、对湿法段配料辅料间、干法段筛网制作间、振筛除磁间、成品包装间进行温湿度环境管控，安装湿度露点仪，定期进行点检记录。 7、原材料、成品立库存放需制定物料暂存时间限定，超过存放期限需对产品进行取样检测。对立库温湿度环境进行管控，定期进行点检记录。 8、临时物料存放

0088.锂电池正极材料磷酸铁的脱水问题

锂电池正极材料磷酸铁的脱水问题 脱水是锂离子电池材料永恒的话题，无论是在正、负极材料生产，还是在电极生产过程中都要面对脱水的问题。FePO4材料既是LiFePO4材料的前驱体，又可以单独作为正极材料使用，因此FePO4材料的脱水问题是我们无法回避的难题。 一般来讲磷酸铁的脱水过程主要分为两个部分：第一个部分很简单，主要是为了脱掉材料中的一些自由水，这些水十分容易脱除，温度也较低。 第二个部分就比较困难了，这个部分要脱掉材料中结晶水，这些水分子与磷酸铁材料以化学键的方式结合在一起，需要较高的活化能——也就是较高的温度，才能将这部分水完全脱除，但是对于这一过程的反应动力学的研究并不是很多。 磷酸铁的制备一般采用硫酸铁或者其他可溶性铁盐为铁源，以磷酸或者磷酸盐为磷源，以NaOH为PH调节剂，采用共沉淀的方法制得。 实际生产中一般控制PH在1.6-2.0之间，PH过高时则可能析出Fe(OH)3杂质，而PH 值过低则会导致Fe3+沉淀不完全。沉淀经过过滤和洗涤后则需要进行高温烧结，这个过程主要是有两个目的，首先是脱去FePO4·2H20材料中的水分，其次是为了使FePO4材料晶体充分发育，以保证材料有完整的晶型。 热重实验发现，在50-223℃范围内，FePO4·2H20材料出现了20.23%的失重，这主要是FePO4·2H20材料中的两个结晶水被脱除，而后随着温度的升高，FePO4材料并没有继续出现失重，因此脱水过程主要是在此过程中完成的。 而在736℃出现了一个放热峰，而并没有出现质量损失，这表明在该温度下，FePO4 材料发生了晶型的转变，后续的XRD衍射分析也发现，在700℃下合成的FePO4材料衍射峰较宽，部分特征峰没有出现，说明该温度下合成的FePO4材料晶型发育不够完整，结晶度较差。 将温度提高到800℃时，所有的特征峰均出现，但是特征峰的强度依然较低，较宽，表明在该温度下，晶体发育依然不完全，当把焙烧温度提高到900℃时可以注意到，此时不仅出现了所有的特征峰，六方晶系的一个特征峰(206)/(302)也已经完全分开了，表明FePO4材料晶型发育完好。 在900℃下，制备的FePO4材料属于六方晶系，晶胞参数为a=0.50330nm，b=0.50330nm，c=1.12470nm，具有α-石英结构，这种结构有利于锂离子嵌入到FePO4材料。 针对FePO4的脱水的动力学研究并不多，FePO4材料脱水机理和动力学研究对磷酸铁材料的生产工艺制定具有重要的意义。 武汉大学的张梅芳等利用TG-DTG-DTA热分析研究了FePO4·4H20材料的脱水机理和动力学，研究发现FePO4·4H20材料在200℃下出现了两个DTA放热峰和DTG失重速率峰，

电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响

电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响 摘要：通过库仑法水分测试仪标定不同水分含量的磷酸铁锂正极片，将其制备 成软包型锂离子电池。对其电化学循环性能?倍率性能?交流阻抗进行了测试。结 果表明不同水分含量极片制备的电池循环性能及倍率性能与电极水分含量有密切 关系。 关键词：电极水分；磷酸亚铁锂；软包电池；循环性能 引言：锂离子电池具有工作电压高、容量高、自放电小、循环寿命长、无记 忆效应以及无环境污染等显著优点。是目前最具实用价值的移动电子设备电源及 电动汽车动力电池。对于应用于电动汽车及大型储能装置中的大容量型动力锂离 子电池，限制其推广应用的主要因素是电池的循环性能安全性能和成本。电池制 造过程中，电极水分控制对于电池的循环寿命和安全性有着重要影响。 1水分含量对磷酸铁锂材料性能的影响 磷酸铁锂材料颗粒，尺寸较小，比表面积较大，在制备过程中也会加入占比 不等的碳，使得其本身对水分含量非常敏感。当暴露在水分含量较高的环境中时，磷酸铁锂材料会出现明显的析锂现象，而金属锂则会与空气中的水分以及二氧化 碳发生化学反应，生成LiOH和Li2CO3，降低材料活性，影响电性能。如表1所示，参考一般电池工厂材料存储条件，通过实验的方法，对不同存储时长下的磷 酸铁锂材料表面力度，比表面等进行分析后发现，随着存储时间的增加，材料表 面碱性明显增强，水以及LiOH含量稳步增长。 表1不同存储时长下的物化指标 2水分对磷酸铁锂电池内阻的影响 根据一般工艺要求，磷酸铁锂电池内部水分必须控制在合理的范围内，过多 和过少都会对电池性能造成负面影响，最突出的表现就是电池内阻的增加。 当水分含量过低时（比如：极片过度干燥），极片掉粉现象会更加明显，在 组装过程中电池因短路造成的不合格率明显增加。同时，由于极片涂层表面导电剂、活性材料、粘结剂之前缺少足够的连接，在电池进行预充激活时，电池内阻 会在短时间内呈现明显的上升趋势，直至超出允许范围。 由图1可知，电池内阻随着含水量的增加而明显增加。电池预充时，由于多 余的水分与SEI发生反应，会在SEI膜表面生成POF3和LiF沉淀，导致电池内阻 增加。同时，电池内部水分含量的增加，会导致隔膜水分含量超标，严重影响隔 膜的绝缘性和散热性，也会导致电池内阻增大，并且电池后期出现短路、胀气等 热失控现象的概率大大增加。 图1水分含量与电池内阻关系 3水分对电池放电容量的影响 由上文结论可以看出，随着磷酸铁锂材料水分的增加，材料表面碱性增加， 活性物质占比下降，由此带来的最接影响是使得电池初次放电容量随之而降低。 磷酸铁林材料表面金属锂的析出会直接影响SEI膜的构成，而多余的水分则会促 使电解液中的LiPF6分化成LiF和PFs。也就是说，水分的增加会导致构造SEI膜 最关键的两个因素Li+和电解液有效含量的降低，会直接导致SEI的厚度、均匀性 等无法满足要求。而水分不断的与SEI膜发生反应，而SEI膜不断的进行修复，消耗电解液，进而使得电池循环容量急速衰减。

水分对锂电池的影响

水分对锂电池的影响 1.水分对制浆工艺的影响 正极材料，导电剂在制浆前都要在200度左右烘烤2小时，以除去水分，NMP必须密封保存，否则的话水分会与加入的PVDF和NMP 形成凝胶，使粘度增大，活性材料团聚，对涂布产生影响。 2. 制好的浆料在存放时也要防止NMP吸水。 3. 在涂布和制片阶段也要控制水分，环境湿度在常温下（20度） 控制在相对湿度为30%一下，否则正极极片吸水后很难在正空 干燥箱中除去。 4. 注液对湿度的要求最高，水分会与电解液反应，导致电池内阻增大，容量降低。 例如： 新神户电机公司专利（10-189009）中验证了这种对相对湿度的要求。专利中比较了在不同含水量空气中制造电池的交流阻抗和循环寿命，详见下表。 含水量ppm 露点℃交流阻抗 150循环容量维持率% 10 -60 100 90 100 -42 115 80 300 -32 157 70 15000 14 261 30

从表中可以看出，干燥气中含水量越小越好，但由此将带来干燥设备的投资增大，综合考虑，干燥气中含水量控制在100ppm以下，对应露点-42℃，对应25℃下的相对湿度为0.4%。如干燥气中含水量控制在300ppm以下，对应露点-32℃，对应25℃下的相对湿度为1.2%。 因此注液房的湿度要控制在1.2%左右，比较合理。建造一个500M2的干燥房，其标准可以达到露点-32℃，对应25℃下的相对湿度为1.2%，大约投资100万。 其主要除湿部件，转轮马达等采用进口配件。是一家集生产、销售、服务为一体的制造企业。公司引进日本技术，研制、生产除湿机、工业除湿机、茶叶除湿机、转轮除湿机（湿度可低于1%）、加湿机、工业加湿机、湿膜加湿机、超声波加湿机、恒温恒湿机、塑料干燥机、NMP 回收设备、恒温恒湿房工程、除湿房工程（湿度可

三元锂电池正极材料

三元锂电池正极材料 三元锂电池是一种高性能动力电池，在现代化社会中应用广泛。其中，正极材料是三元锂电池中最重要的组成部分之一，直接影响电池性能和循环寿命。 目前，市面上主要采用的三元锂电池正极材料是由锂镍钴锰氧化物（LiNiCoMnO2）组成。它是一种属于锂离子电池正极材 料家族的磷酸盐复合材料。这种材料具有高的理论比容量（18650型三元锂电池约为190mAh/g），能量密度高（约为660Wh/kg），循环性能好（100%深度循环1000次以上）， 具有良好的热稳定性和较高的工作电压（一般为 3.6V-4.2V）。 锂镍钴锰氧化物以其优异的性能而备受瞩目。其中，镍钴锰氧化物主要提供高容量和高电压，锰的添加使得电池具有良好的稳定性和循环寿命。此外，镍钴锰氧化物具有较高的热安全性能，不易发生热失控等危险情况，增强了电池的使用安全性。 在制备过程中，三元锂电池正极材料一般通过固相法制备。首先，将锂化合物与过渡金属氧化物以一定比例混合，然后加热至高温，使其反应生成锂镍钴锰氧化物。接下来，将合成的物质粉碎成粉末并加入导电剂和粘结剂，形成薄片状电极。最后，将电极与负极、隔膜等组装成电池。 然而，目前的锂电池正极材料还存在一些问题亟待解决。首先，镍钴锰氧化物的价格较高，且制备过程较为复杂，加大了材料成本。其次，锂镍钴锰氧化物的循环寿命还有改进空间，特别是在高温下容易发生容量衰减的问题需要解决。此外，正极材

料对水分和氧气敏感，需要采取措施保证其长期稳定性和安全性。 综上所述，锂镍钴锰氧化物作为三元锂电池正极材料具有良好的综合性能，推动了三元锂电池技术的快速发展。但仍需要进一步研究和改进，以提高电池性能和循环寿命，降低材料成本，促进三元锂电池的广泛应用。

三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水

三元聚镍钴锰锂是一种常用的锂离子电池正极材料，具有高能量密度、高循环稳定性和优异的安全性等优点。然而，一些研究表明，三元聚 镍钴锰锂正极材料在水中溶解的现象可能存在，这可能对电池的性能 和安全性造成影响。 一、三元聚镍钴锰锂正极材料的基本特性 1.高能量密度 三元聚镍钴锰锂正极材料具有高容量特性，可存储较多的锂离子，因 此能量密度较高。 2.高循环稳定性 三元聚镍钴锰锂正极材料具有较好的循环稳定性，具有较长的电池寿命。 3.优异的安全性 与传统的钴酸锂正极材料相比，三元聚镍钴锰锂正极材料具有更好的 热稳定性和安全性。 二、三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水的可能性 据一些研究表明，三元聚镍钴锰锂正极材料在水中可能发生溶解反应，导致材料的损失和电池性能的下降。这可能导致电池的循环稳定性和 安全性受到影响。

三、可能的影响 1.电池性能下降 三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水后，其容量和循环稳定性可能会受到影响，导致电池性能下降。 2.安全性问题 如果三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水后，可能会导致电池发生短路或爆炸等安全问题。 四、解决方法 1.改进材料 可以通过改进材料的制备工艺和成分比例，减少三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水的可能性。 2.加强封装 通过加强电池的封装设计，防止水分进入电池内部，降低三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水的风险。 3.加强监测 加强对三元聚镍钴锰锂正极材料在水中溶解的监测，及时发现问题并采取相应的措施。 五、结论

三元聚镍钴锰锂正极材料溶于水的问题，可能对锂离子电池的性能和安全性造成影响。因此应该引起相关研究人员和产业界的重视，加强材料改进和电池设计，确保电池的性能和安全性。 在未来的研究和生产过程中，需要进一步深入探讨三元聚镍钴锰锂正极材料在水中溶解的机理和影响，以及应对措施，以确保锂离子电池的性能和安全性得到充分保障。六、针对三元聚镍钴锰锂正极材料溶解于水的机理和影响，科研人员需要深入研究。需要对该材料在不同温度、湿度和PH值条件下的溶解性进行全面的测试和分析。通过实验，找出导致其溶解的原因和机理，这有助于找到解决问题的根本途径。 另外，科研人员还可以从材料的微观结构和晶体结构等方面入手，探索其在水中溶解的物理和化学过程。通过先进的材料表征技术和理论计算方法，揭示三元聚镍钴锰锂正极材料在水中的变化和反应规律，为解决材料溶解问题提供理论支持。 在此基础上，可结合材料改进和电池设计，探索针对三元聚镍钴锰锂正极材料溶解问题的解决方案。可以通过调整材料的晶体结构和表面涂层，提高其在水中的稳定性，降低溶解的风险。可以优化电池的密封结构和电解液等部件，减少水分对电池的侵蚀作用，从而提高整体电池的性能和安全性。

锂电池正极材料的质量管理

锂电池正极材料的质量管理 众所周知，正极材料是锂离子电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。 锂离子电池的性能与正极材料的质量息息相关。 该文介绍了几种对锂离子电池性能有显著影响的正极材料的失效形式，如混入金属异物、水分超标、批次一致性差等，阐明了这些失效形式对电池性能造成的严重危害，以及从质量管理角度对如何避免这些失效的发生进行了说明，为进一步预防质量问题的发生、提高锂离子电池的品质作出有力保证。 众所周知，正极材料是锂离子电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。 相比于锂离子电池的其他原材料，正极材料的品种更加多样化，生产工艺也更加复杂，品质失效的风险也就更大，因而对其质量管理的要求也就更高。该文从材料使用者的角度谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施。 1、正极材料中混入金属异物 当正极材料中存在铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)、银(Ag)等金属杂质时，电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后，这些金属就会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电。

自放电对锂离子电池会造成致命的影响，因而从源头上防止金属异物的引入就显得格外重要。 正极材料生产工序较多，制造过程中的每一个环节都会有金属异物引入的风险，这就对材料供应商的设备自动化程度及现场质量管理水平提出了更高要求。但材料供应商往往由于成本限制，其设备自动化程度较低，生产制造工序断点较多，不可控的风险增加。 因此，电池制造商为了保证电池性能稳定，预防自放电发生，必须推动材料供应商从人、机、料、法、环五大方面防止金属异物引入。 首先从人员管控开始，应禁止员工携带金属异物进入车间，禁止佩戴首饰，进入车间应着工作服、工作鞋，戴手套，避免接触金属异物后再接触粉料。要建立监督检查机制，培养员工的质量意识，使其自觉遵守并维护车间环境。 生产设备是异物引入的主要环节，比如跟物料接触的设备部件和工具出现生锈、固有材质磨损等现象;未直接跟物料接触的设备部件和工具，粉尘粘附后因车间气流作用漂浮到物料中。根据影响程度，可采取不同的处理方式，如刷漆、更换为非金属材质涂层(塑料、陶瓷类)、裸露金属部件进行包裹等。管理者还应制定相应的规章制度，对如何管理金属异物进行明确规定，制定点检表，要求员工定期检查，防患于未然。 原材料是正极材料中金属异物的直接来源，应对购买的原材料进行金属异物含量的规定，入厂后应严格检验，保证其含量在规定的范围内。如果原材料的金属异物含量超标，后续工序很难将其除去。

锂电池的干燥原理

锂电池干燥原理是指在锂电池的制造过程中，通过去除电池中的水分，以确保电池的性能和安全。干燥是一种重要的工艺步骤，它可以有效地防止锂电池内部产生氧化反应和腐蚀现象，从而延长锂电池的使用寿命和稳定性。 锂电池是一种通过离子在正负极之间来回迁移来储存和释放能量的设备。正极材料通常由锂盐、导体和多孔材料组成。负极材料通常由碳或锡合金构成。当锂离子在充放电过程中迁移到正负极之间时，会伴随着水分子的存在。 然而，水分子对于锂电池来说是有害的。首先，水分子可以与正负极材料发生反应，并导致氧化反应和腐蚀现象。这会导致电池内部产生副反应，并降低其性能和寿命。其次，水分子还会影响电解液中溶解物质的浓度，从而降低离子迁移速率，减少电池的充放电效率。 因此，为了确保锂电池的性能和安全，必须在制造过程中去除电池中的水分。干燥原理主要包括以下几个方面： 1.真空干燥：真空干燥是一种常用的干燥方法，通过将电池放入真空室中，在 低压条件下，水分子会蒸发成气态并被抽出。真空干燥可以快速去除电池内 部的水分，但需要专门的设备和较长的处理时间。 2.热风干燥：热风干燥是一种常见的工业干燥方法，通过将电池暴露在高温环 境下，水分子会蒸发成气态并被带走。热风干燥可以快速去除电池内部的水 分，但需要注意控制温度和时间，以避免对电池材料造成损害。 3.氮气吹扫：氮气吹扫是一种常用的干燥方法，通过向电池中注入高纯度的氮 气，并通过排出来驱逐水分子。氮气吹扫可以有效地去除电池内部的水分， 但需要专门的设备和较长的处理时间。 4.干燥剂吸附：干燥剂是一种可以吸附水分子的物质，常见的干燥剂有硅胶、 分子筛等。在制造过程中，可以将干燥剂放入电池中，通过吸附水分子来实 现干燥。干燥剂吸附是一种简单且经济的方法，但需要注意控制时间和温度，以免对电池材料造成损害。 除了以上几种常用的干燥方法外，还可以结合使用不同的干燥技术，以达到更好的效果。例如，在真空干燥前使用氮气吹扫可以加速水分子的排出；在氮气吹扫后使用干燥剂吸附可以进一步去除残留的水分。 总结起来，锂电池干燥原理是通过去除电池中的水分来确保其性能和安全。常用的干燥方法包括真空干燥、热风干燥、氮气吹扫和干燥剂吸附。这些方法能够有效地去除电池内部的水分，防止氧化反应和腐蚀现象的发生，延长锂电池的使用寿命和稳定性。在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的干燥方法或组合使用多种方法，以达到最佳的干燥效果。

水系正极材料

水系正极材料 1. 引言 水系正极材料是一种用于电池正极的材料，具有良好的电化学性能和高能量密度。随着可再生能源的快速发展和电动汽车市场的不断扩大，对高性能电池材料的需求不断增加。水系正极材料因其丰富的资源、环保性和较低的成本而备受关注。本文将对水系正极材料的特性、应用和未来发展进行综述。 2. 水系正极材料的特性 水系正极材料具有以下特性： 2.1 高电化学性能 水系正极材料具有优异的电化学性能，包括高比容量、高电压平台和良好的循环稳定性。这些特性使得水系正极材料成为高性能电池的理想选择。 2.2 丰富的资源 水系正极材料可以利用丰富的水资源进行制备。相比于其他材料，水系正极材料的生产过程更加环保，并且可以有效降低成本。 2.3 环保性 水系正极材料不含有害物质，对环境友好。在制备和使用过程中，不会产生污染物和有害气体。 3. 水系正极材料的应用 水系正极材料在以下领域具有广泛的应用： 3.1 锂离子电池 水系正极材料在锂离子电池中被广泛应用。其高比容量和良好的循环稳定性使得锂离子电池具有更长的使用寿命和更高的能量密度。 3.2 钠离子电池 水系正极材料也可以用于钠离子电池中。钠离子电池作为一种新型的能量储存装置，具有较低的成本和丰富的资源，因此在能源领域具有广阔的应用前景。 3.3 超级电容器 水系正极材料在超级电容器中也有重要应用。超级电容器具有高功率密度、长循环寿命和快速充放电等特点，广泛应用于储能系统、电动汽车和电子设备等领域。

4. 水系正极材料的研究进展 水系正极材料的研究一直是电池材料领域的热点之一。近年来，研究人员对水系正极材料的结构设计、电化学性能调控和制备工艺进行了深入研究，取得了一系列重要进展。 4.1 结构设计 通过调控水系正极材料的结构，可以改善其电化学性能。例如，通过合金化、掺杂和表面修饰等方法，可以提高材料的导电性、离子扩散性和电池的循环寿命。 4.2 电化学性能调控 通过调控水系正极材料的电化学性能，可以提高电池的能量密度和功率密度。例如，通过优化材料的比容量、电压平台和循环稳定性，可以提高电池的整体性能。 4.3 制备工艺 制备工艺对水系正极材料的性能和成本具有重要影响。研究人员通过改进材料的制备工艺，实现了高效、低成本的生产方式。例如，采用溶胶-凝胶法、水热法和电 化学沉积法等制备工艺，可以得到高性能的水系正极材料。 5. 水系正极材料的挑战与展望 虽然水系正极材料具有许多优势和潜力，但仍然面临一些挑战。例如，水系正极材料的比容量和电压平台仍然有待提高，循环稳定性和安全性也需要进一步改进。此外，水系正极材料的制备工艺和成本也需要进一步优化。 未来，研究人员将继续致力于水系正极材料的研究与开发。通过结构设计、电化学性能调控和制备工艺优化，将进一步提高水系正极材料的性能和成本效益。预计水系正极材料将在电池领域发挥更重要的作用，并为可再生能源和电动汽车等领域的发展做出贡献。 6. 结论 水系正极材料作为一种具有高性能、环保和低成本的电池材料，具有广阔的应用前景。通过结构设计、电化学性能调控和制备工艺优化，水系正极材料的性能将得到进一步提高。未来，水系正极材料将在锂离子电池、钠离子电池和超级电容器等领域发挥更重要的作用，推动可再生能源和电动汽车的发展。

锂电正极材料生产工艺

锂电正极材料生产工艺 锂电池正极材料是锂电池中最重要的组成部分之一，其性能直接影响到锂电池的容量、循环性能和安全性能等方面。目前广泛使用的锂电池正极材料有三种类型：钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）和锰酸锂（LiMn2O4）。以下我们将介绍一种常见的锂电池正极材料生产工艺。 1. 原料准备：首先需要准备锂源、金属氧化物等原料。锂源可以使用碳酸锂、亚硝酸锂等；金属氧化物则需要选择相应的材料，如氧化钴、氧化镍、氧化锰等。 2. 配料：按照一定的比例将锂源和金属氧化物进行配比。配比的目的是使得正极材料的化学组成满足锂电池的性能要求，并且保证配比的准确性。 3. 球磨：将配料混合，并通过球磨机进行球磨处理。球磨的目的是提高原料的细度，并且使得材料更加均匀。 4. 真空预热：将球磨后的材料进行真空预热。真空预热可以去除材料中的水分和挥发物，避免在高温烧结过程中产生气孔，提高材料的致密性。 5. 球磨：在预热后，将材料再次进行球磨处理。磨腻和磨补的目的是保证材料的颗粒形状和大小均匀，提高材料的电化学性能。 6. 压片：将材料放在模具中，并用一定的压力进行压片。压片

的目的是使得材料的颗粒紧密结合，并且提供良好的电子和离子传输通道。 7. 烧结：将压制后的材料进行烧结处理。烧结的目的是使得材料的颗粒进一步结合，提高材料的致密性和电导率。 8. 洗涤：通过水洗去除烧结过程中残留的杂质。洗涤的目的是提高正极材料的纯度和电化学性能。 9. 干燥：将洗涤后的材料进行干燥处理。干燥的目的是去除水分，避免在后续的包装和使用过程中出现电池短路的情况。 10. 筛分和包装：对干燥后的材料进行筛分，去除不符合要求的颗粒。然后将符合要求的颗粒进行包装，以便于后续的电池组装和使用。 以上是一种常见的锂电池正极材料生产工艺，不同厂家可能会有一些微小的差异和改进措施，但总体流程比较相似。通过以上工艺，可以生产出质量稳定、性能优良的锂电池正极材料，从而提高锂电池的性能和稳定性。

电芯水份的反应

电芯水份的反应 （原创实用版） 目录 1.电芯是什么 2.电芯对水分的反应 3.水分对电芯性能的影响 4.如何防止电芯受潮 正文 1.电芯是什么 电芯，又称电池芯，是电池的主要组成部分，负责储存和释放电能。它由正极、负极、电解质等材料组成，具有体积小、能量密度高、自放电小等特点。电芯广泛应用于各种电子产品，如手机、笔记本电脑、电动汽车等。 2.电芯对水分的反应 电芯中的材料，特别是正极材料，对水分敏感。当电芯吸收水分时，会发生一系列化学反应，导致电芯性能下降。这些反应包括：正极材料结构改变、电极材料膨胀、电解质溶液浓度变化等。这些变化可能导致电池容量减少、内阻增加、循环寿命缩短等问题。 3.水分对电芯性能的影响 水分对电芯性能的影响主要表现在以下几个方面： （1）容量衰减：电芯吸收水分后，正极材料结构发生变化，导致电池容量减少。 （2）内阻增加：电极材料膨胀和电解质溶液浓度变化等原因，导致电池内阻增加。

（3）循环寿命缩短：水分引起的化学反应导致电芯性能下降，从而缩短电池的循环寿命。 （4）安全隐患：严重受潮的电芯可能发生短路、发热等安全隐患。 4.如何防止电芯受潮 为了防止电芯受潮，可以从以下几个方面采取措施： （1）选用防水材料：在电芯设计阶段，选择具有良好防水性能的材料，如采用防水涂层、复合膜等。 （2）电池封装：采用密封性能良好的电池外壳，确保电池内部不受水分侵入。 （3）储存条件：在电池储存和运输过程中，保持环境干燥，避免高温高湿条件。 （4）使用保护电路：在电池管理系统中加入保护电路，对电池的充放电过程进行实时监控，防止电池过充、过放等异常情况。 总之，电芯对水分的反应会导致电池性能下降，甚至产生安全隐患。

锂电池正极材料前驱体行业废水除磷技术

锂电池正极材料前驱体行业废水除磷技术 在天然水体中，磷的过度富营养化污染形成了主要的污染源，该污染源主要被细分为生活污染源和工业污染源两类。生活污染源所涉及的主要问题是生物除磷工艺的应用，该工艺旨在通过生物的功能性作用来降低水体中磷的含量。而工业废水处理方面，由于不同行业生产过程中所产生的废水含有各自特点，因此我们会选择生物除磷工艺与化学除磷工艺来处理各种不同的工业废水。对于含盐量较高的工业废水来说，由于其水分中的盐分含量较高，影响了细菌的生长环境，因此我们通常会采用化学除磷工艺。目前，国内外对于化学除磷工艺的反应机理，除磷药剂的种类，除磷药剂的特点，反应环境等相关问题已经进行了全面的概述研究。然而，由于高盐工业废水磷污染源的种类不同，废水成分不同，因此需要针对每一种不同的废水研究特定的除磷工艺。新能源锂电池正极材料前驱体行业是一个全新的行业，针对这类行业的废水除磷工艺的研究基本上是空白。在本研究中，我们将根据锂电池正极材料前驱体行业废水的特点，选择并设计一种合适的除磷工艺，同时，我们还将通过筛选化学除磷药剂，并通过对起始PH、终点PH、加入量、反应时间、反应温度、过滤性能、渣量等多个因素的综合分析，从而探索并确定除磷的最佳工艺条件和短流程、低成本的工艺流程。 1、实验原料 （1）实验废水磷来源。 在锂电池正极材料前驱体行业，外排废水来源于合成原料镍盐、

钴盐、锰盐的生产过程。这些原料的生产工艺一般涉及矿石的粉碎、研磨、常压酸浸或高压酸浸，化学除杂，萃取纯化，蒸发结晶和过滤干燥。生产过程中，所使用的原料包括矿石，辅料则包括酸碱、氧化剂和萃取剂。综合分析生产工艺和原料辅料，我们发现废水中的磷主要是有机磷。结合P204萃取剂分子式C16H35O4P、P507萃取剂分子式C16H35O3P中的磷功能团，可以推断外排废水中磷的主要来源是P204和P507萃取剂。 （2）实验废水成分。 实验废水原料为萃取纯化工段萃余液，PH5.5~6.5，磷10.0mg/L~11.0mg/L，温度35℃~40℃，主要成分见表1。 2、实验原理及方法 （1）除磷工艺和除磷药剂选择。 实验废水萃余液的盐浓度大致在51.5g/L~56.5g/L的范围内，已逼近饱和盐浓度，对于这种高盐度条件，磷酸盐过量存在的废水中，微生物（如除磷菌）是难以正常生存的。因此，基于此考虑，对于高盐度废水的生物除磷工艺并不适合。相应的，选择化学除磷工艺可能更为恰当。在化学除磷药剂的类型选择上，主要包括铁盐除磷药剂，铝盐除磷药剂以及复合除磷药剂等。考虑到萃取剂P204和P507的特性，萃取剂对铁元素的结合力显著强于对铝元素的结合力。罗富金分

水分对锂离子电池的影响及制程应对

水分对锂离子电池的影响及制程应对 随着这两年电动汽车行业的快速发展，对锂离子电池，特别是动力锂离子电池的品质要求有了显著提高，而对电池行性能有明显影响的锂电制程水分控制水平要求更加严格。本文从水分对锂离子电池的影响以及制程中的处置来进行阐述一、水分对锂离子电池的影响 锂离子电池内部是一个较为复杂的化学体系，这些化学系统的反应过程及结果都与水分密切相关。而水分的失控或粗化控制，导致电池中水分的超标存在，不但能导致电解质锂盐的分解，而且对正负极材料的成膜和稳定性产生恶劣影响，导致锂离子电池的电化学特性，诸如容量、内阻、产品特性都会产生较为明显的恶化。 前面提到的膜，即固体电解质界面(Solid-Electrolyte Interface，简称SEI)膜，是一层选择性透过膜，能使Li+自由透过，而电解液分子不能透过。电解液的组成和痕量的添加剂对SEI膜形成的电位、致密程度、电池不可逆容量损失、电池 内阻等有显著的影响。水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池SEI膜的 形成和电池性能有一定的影响。主要表现为电池容量变小，放电时间变短，内阻增大，循环容量衰减，电池膨胀等现象，因此，在锂离子电池的制作过程中，必须严格控制环境的湿度和正负极材料、电解液的含水量。 说到SEI膜，可能行业外朋友还是没有直观的印象SEI膜到底是什么？请看上 图两张SEM图片的对比，应该会有一个直观感觉，其中（a）是原始电极材料，（b）是一个循环后的电极材料。看出差别来了吗？ 水分对放电容量的影响 电池首次放电容量随电池中水分的增加而减小。在锂源恒定的条件下，电池首次放电容量的变化主要由2个主要因素制约。 1、SEI膜的形成消耗部分Li+，造成不可逆容量损失，单电子还原过程生成的烷基碳酸锂还可以与电解液中的痕量水发生反应，2ROCO2Li + H2O →Li2CO3 + CO2 + 2ROH，当生成CO2后，在低电位下的负极表面，有新的化学反应发生2CO2 + 2Li+ +2e →Li2CO3 + CO。 2、SEI膜形成以后，在仍然有H2O存在的条件下，H2O会促使电解液中LiPF6的分解，使电池放电时间缩短，反应如下 水分对锂电池内阻的影响 随着电池水分的增加，内阻呈上升的趋势。产生电池内阻差异的主要因素有如下 2个方面。 1、SEI膜的差异导致电池内阻的差异。在电解液溶剂体系中，痕量的水能够形 成以Li2CO3为主、稳定性好、均匀致密的SEI膜，其内阻较小。