为什么锂离子电芯烘烤的温度设定在90-100℃?

智车科技

1个月前

原文标题:为什么锂离子电芯烘烤的温度设定在90-100℃。...微孔塌陷:高温下隔膜被压缩后变为透明色,阻碍锂离子传输。

大家好!我是不言,这是我的第158篇原创文章。

今天来聊一聊锂离子电池生产中电芯烘烤的温度。

锂电芯烘烤设定90-100℃需平衡水分脱除与材料热稳定性。此温度下真空环境可高效脱附吸着水(沸点降低),同时避免隔膜热收缩(>100℃纵向收缩率>1%)及粘结剂迁移失效。

1. 隔膜材料的耐温限制

隔膜(如PE/PP材质)在100℃左右开始发生焓变(图DSC曲线),超过此温度会导致:

热收缩:隔膜纵向收缩率超过1%(如100℃下20h),可能引发微孔堵塞或极片短路。

微孔塌陷:高温下隔膜被压缩后变为透明色,阻碍锂离子传输。

陶瓷隔膜因陶瓷层存在,更难与极片贴合,高温会加剧此问题。

2. 水分脱除的物理机制

水分存在形式分三类:

附着水:常温常压即可挥发。

吸着水:常压105℃可蒸发,真空环境下90℃即可高效脱除(真空度≤-95kPa时沸点降低)。

化合水:需150℃以上,但锂电池材料无法承受此温度。

3. 极片与粘结剂的热稳定性

负极水性粘结剂(如SBR/CMC)在高温下易迁移:

>100℃时粘结剂向表面富集,导致极片剥离力下降。

正极PVDF粘结剂在120℃以上可能分解,影响极片结构完整性。

结论

90-100℃是平衡水分脱除效率、材料热稳定性、能耗及安全性的最优区间。此温度下既能有效控制水分至200ppm以下(注液要求),又能避免隔膜损伤和极片失效,符合工业化生产的综合需求。

以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!

参考资料:

1.锂离子电池隔膜物理及电化学性能评价及对比,杨润杰

2.先进储能电池智能制造技术与装备,阳如坤

3.不同烘烤工艺电芯的水分和循环性能,郑留群

原文标题 : 为什么锂离子电芯烘烤的温度设定在90-100℃?

原文标题:为什么锂离子电芯烘烤的温度设定在90-100℃。...微孔塌陷:高温下隔膜被压缩后变为透明色,阻碍锂离子传输。

大家好!我是不言,这是我的第158篇原创文章。

今天来聊一聊锂离子电池生产中电芯烘烤的温度。

锂电芯烘烤设定90-100℃需平衡水分脱除与材料热稳定性。此温度下真空环境可高效脱附吸着水(沸点降低),同时避免隔膜热收缩(>100℃纵向收缩率>1%)及粘结剂迁移失效。

1. 隔膜材料的耐温限制

隔膜(如PE/PP材质)在100℃左右开始发生焓变(图DSC曲线),超过此温度会导致:

热收缩:隔膜纵向收缩率超过1%(如100℃下20h),可能引发微孔堵塞或极片短路。

微孔塌陷:高温下隔膜被压缩后变为透明色,阻碍锂离子传输。

陶瓷隔膜因陶瓷层存在,更难与极片贴合,高温会加剧此问题。

2. 水分脱除的物理机制

水分存在形式分三类:

附着水:常温常压即可挥发。

吸着水:常压105℃可蒸发,真空环境下90℃即可高效脱除(真空度≤-95kPa时沸点降低)。

化合水:需150℃以上,但锂电池材料无法承受此温度。

3. 极片与粘结剂的热稳定性

负极水性粘结剂(如SBR/CMC)在高温下易迁移:

>100℃时粘结剂向表面富集,导致极片剥离力下降。

正极PVDF粘结剂在120℃以上可能分解,影响极片结构完整性。

结论

90-100℃是平衡水分脱除效率、材料热稳定性、能耗及安全性的最优区间。此温度下既能有效控制水分至200ppm以下(注液要求),又能避免隔膜损伤和极片失效,符合工业化生产的综合需求。

以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!

参考资料:

1.锂离子电池隔膜物理及电化学性能评价及对比,杨润杰

2.先进储能电池智能制造技术与装备,阳如坤

3.不同烘烤工艺电芯的水分和循环性能,郑留群

原文标题 : 为什么锂离子电芯烘烤的温度设定在90-100℃?

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