铁杂质对锂电池的危害.ppt

培训课件-Fe杂质的危害 * * Fe杂质引起电池自放电 溶剂化过程： FeO + n1S FeO(S)n1 Fe2O3 + n2S Fe2O3 (S)n2 Fe3O4 + n3S Fe2O3 (S)n3 自放电： 电池在不与外电路连接时，由内部自发反应引起的电池容量损失。 Fe3+ + LixＣ - e　　　　 Fe2+ + Lix-1Ｃ Fe析出过程： Fe2+ + LixC + 2e Fe + Lix-2Ｃ 满电储存时，除负极上原有的单质铁外,其它铁离子也在负极上发生还原析出，发生积累。 满电储存时，在正极上发生氧化。 Fe2+ + LixCoO2 + 2e Fe + Lix+2CoO2 Fe3+ + LixCoO2 + e Fe2+ + Lix+2CoO2 注：溶液中的离子均为溶剂化的离子 Li+ Fe2+ Fe3+ e Fe e e Fe Fe2+ 氧化迁移 还原沉积 Li+ e Fe2+ Fe3+ Fe2+ e Fe Fe3+ e Cathode Anode 单质Fe沉积和积累过程： 晶态结构 除负极本身的单质铁外,随着过程的进行，被还原的单质铁在负极上发生积累，产生尖硬的利角。 沉积 当负极处的单质铁积累到一定程度，沉积铁尖硬的棱角会刺穿隔膜，发生微短路，进一步导致自放电，与此同时，导致电池内部温度高，可能引发安全问题。 单质Fe刺穿隔膜过程： Cathode Anode Separator Depositional Iron FeF3的形成及沉积 刺穿隔膜后，引起的自放电速度加快。电解质盐在这个过程中会逐渐放出HF，它将氧化单质Fe而形成稳定FeF3，甚至形成FeF3.3H2O, 最后形成一种凸起的、直接接触正负极SEI膜。 FeF3.3H2O的颜色呈棕黄色，这也正好与拆开电池观察到的现象一致。 实验表明：即使我们肉眼都发现不了的金属污染物都可能导致高自放电，颗粒＞5μm非常容易产生电池内部短路。 并不是只有铁才能造成自放电，杂质都会造成自放电。 铁、铬、镍、铜、锌等金属杂质均会造成高自放电，粉尘、异物等杂质同样危险。