摘要：
鋰離子電池的性能與正極材料的質(zhì)量息息相關(guān)，該文介紹了幾種對鋰離子電池性能有顯著影響的正極材料的失效形式，如混入金屬異物、水分超標、批次一致性差等，闡明了這些失效形式對電池性能造成的嚴重危害，以及從質(zhì)量管理角度對如何避免這些失效的發(fā)生進行了說明，為進一步預防質(zhì)量問題的發(fā)生、提高鋰離子電池的品質(zhì)作出有力保證。
*，正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵核心材料之一，其性能直接影響了鋰離子電池的各項性能指標，目前已經(jīng)市場化的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等產(chǎn)品。相比于鋰離子電池的其他原材料，正極材料的品種更加多樣化，生產(chǎn)工藝也更加復雜，品質(zhì)失效的風險也就更大，因而對其質(zhì)量管理的要求也就更高。該文從材料使用者的角度談一談鋰離子電池正極材料常見的失效形式以及相應的預防措施。
正極材料大都是微米或納米級顆粒，極易吸收空氣中的水分，特別是 N i含量高的三元材料。在制備正極漿料時，如果正極材料水分高，在進行漿料攪拌過程中N M P吸水后會造成 P V DF 溶解度降低，導致漿料凝膠成果凍狀，影響加工性能。制成電池后，其容量、內(nèi)阻、循環(huán)和倍率等都會受到影響，因此正極材料的水分與金屬異物一樣要作為重點管控項目。
產(chǎn)線設備自動化程度越高，粉料在空氣中暴露的時間越短，水分引入也就越少。推動材料供應商提高設備自動化程度，如實現(xiàn)全程管道輸送，監(jiān)控管道露點，安裝機械手實現(xiàn)自動裝料、下料對防止水分引入貢獻巨大。但有些材料供應商受限于廠房設計或是成本壓力，設備自動化程度不高、制造工序斷點較多時就要嚴格控制粉料暴露時間，中轉(zhuǎn)過程的粉料使用充氮氣的桶盛裝。生產(chǎn)車間的溫濕度也是一項重點管控指標，理論上講露點越低越有利。大多數(shù)材料供應商會重點關(guān)注燒結(jié)工序之后的水分控制，他們認為10 0 0度左右的燒結(jié)溫度可以除去粉料中的大部分水分，只要嚴格控制燒結(jié)工序之后到包裝這個階段的水分引入，基本可以保證材料水分不超標。當然這并不意味著燒結(jié)工序之前就不需要控制水分，因為如果前工序水分引入過多，燒結(jié)效率和材料的微觀形態(tài)都會受到影響。此外，包裝方式也是很重要的，大部分材料供應商采用鋁塑袋抽真空的包裝方式，目前看來這種方式還是有效的。
當然材料設計不同，吸水性也會有較大差異，比如包覆材料差異、比表面積差異等都會影響其吸水性。有些材料供應商雖然在制造過程中防止了水分的引入，但材料本身卻具有易吸水的特性，制成極片后水分極難烘出，這就給電池制造商造成了麻煩。因此，在開發(fā)新材料時應考慮到吸水性的問題，開發(fā)出普適性更高的材料，這對供需雙方都大有好處。
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