18650注液量和化成曲线相关性 .doc

18650/2200mAh注液量和化成曲线相关性

第一次试验报告

一、试验目的：

1、通过分析化成电压与容量等特征数据和不同电液量的拟合相关性，得到筛选电液量不足电池的方法；

二、试验设计：

1、试验原理：

同型号电池在相同化成制度下（相同化成时间和电流密度）表现出的不同曲线特征主要为电池的电压和以此相关联的恒压（或恒流）容量比值，该电压为化成检测柜的采样电压（包括充电态和搁置态），对该电压产生影响的主要因素有：

A.检测柜采样器本身测量准确性；

B.采样端和电池的接触阻值；（充电态下有影响，当接触阻值增大时，采样电压相应增大）

C.电芯中活性物质的含量（既涂布敷料量，此值影响电解液含量）；

D.电解液含量（既电解液量和敷料量比值，电解液含量越低，参与化成反应的活性物质越少，在相同时间和相同电流下，其正负极间电势差将越大）；

E.化成反应生成的气相（气相将减少反应界面，在相同时间和相同电流下，其正负极间电势差将增大）；

由于以上因素在现条件下，难以预定相应的水平值，以验证评定对化成曲线特征的影响.因此，由D因素电解液含量中取电液量为变量，预设三个水平（既电解液量3.2g，4.2g，5.2g），拟合分析电液量和曲线特征（电压等）的相关性，并寻求从曲线特征判定筛除电液量不足电池的方法，和了解以上因素对化成曲线特征的干扰状况；

化成曲线主要特征：

A、各恒流充电工步的终止电压；

B、各恒流充电工步后搁置终止电压；

C、恒流恒压充电工步恒流比；

2、试验步骤：

A、取在注液生产的18650/2200mAh电池105pcs，在电池上写上编号；

B、称取原重并记录（电子称精度：0.01g）

C、在标准注液量（5.2g）偏少2g内给电池注液（注液量为3.2~5.2g）；

D、抽真空，电液压入电池，称取注液后重量，由注液前后重量算得注液量；

E、电池搁置浸润约40h；

F、电池上柜化成，化成工艺为下：

工步工艺时间（min）电流（mA）截止电压（V）截止电流（mA）

1恒流充电3030 4.100

2恒流充电60220 4.100

3搁置10

4恒流充电240440 4.200

5搁置10

6恒流恒压充电180440 4.20022

7搁置10

8

结束

G 、按正常分容；三、试验数据：1、原始数据

注液量和曲线检测

数据.xls 注液量和化成曲线

.xls

2、化成时曲线各特征和电液量的关系：

图1图2

图3图4

图5图6

图8图7

图9图10

四、试验总结：

1.从图1~图6可见：化成曲线各特征与电池电液量有一定的相关性，尤其在化成初期小电流充电时，但是，整体斜率不够大，且95%预测区间过宽，如果以此作为筛选电液量≤3.2g，其分辨度过小，将导致误判成本过大，不适用于现生产要求；

原因分析：

A.化成检测柜电压测量（搁置态）自身准确性差，见图11，电池在内阻测试仪和检测柜上电压差，标准差为：

0.007V，极差为：0.03V；

B.化成反应过程产生气体，产气量差异导致在反应界面上的气相增长率差异，对曲线特征形成干扰；（可能现象：化成充电初期，产气量较少，干扰相对较小，因此，在此时期的电压-电液量相关性相对较好）

C.在充电状态下，电池外壳和触点接触电阻差异，导致采样电压有较大差别；（由图12可见，在充电时，触碰到电池，其和采样端的阻值发生变化，电压值会随着改变）

图12

2.从图7~图10可见：电液量越少，放电容量越小；而不可逆容量、充电容量和放电回升电压越大，且越发散，说明电液量少，参与电化学反应活性物质减少（放电容量小），极化变大（放电回升电压大），负极片析锂（见

图13

电液量：5.09g，无析锂电液量：3.91g，部分析锂电液量：3.11g，析锂严重

后续工作：

由于在实验中发现化成初期小电流化成段曲线特征和电液量相关性较大，故在此段区间进一步细化放大，再次实验验证。

王林（41898904@）

2013.10.23