锂离子电池化成原理及SEI膜的形成A ppt课件
《锂离子电池》课件
常用的负极材料有天然石墨、人造石墨、硅、 钛酸锂等。这些材料具有较高的电导率和比表 面积。
正极材料
锂离子电池采用各种金属氧化物作为正极材料， 例如钴酸锂、三元材料、铁锂等。
隔膜
隔膜用于隔开正负极，以防止两者直接相互接 触。通常采用聚丙烯或聚酰亚胺等材料制成。
锂离子电池的优点和应用领域
1
高能量密度
充电和放电
大小和形状
锂离子电池的充放电过程是通过 离子在正极和负极之间移动来完 成的。电池充电时，正极的锂离 子会向负极移动，放电时则相反。
锂离子电池可以根据不同的应用 需求制造成各种大小和形状，从 微型电池到车载电池都有应用。
锂离子电池的工作原理
电解质
锂离子电池的电解质负责带动离子在正负极之 间移动，通常是一种有机溶液，如聚合物或碳 酸盐酯。
锂离子电池具有较高的能量密度，可以为电子设备提供长时间的电力支持。
2
轻便
相比传统的镉镍电池，锂离子电池更轻便，更适合携带使用。
3
环保
锂离子电池不含有重金属，相比镉镍电池更环保，且可以循环使用。
ห้องสมุดไป่ตู้
锂离子电池广泛应用于移动通讯设备、笔记本电脑、电动工具、新能源汽车等领域。
锂离子电池的组成和结构
内部结构
锂离子电池的内部结构包括正负 极、电解质和隔膜等，通常由若 干外壳包裹在一起。
锂离子电池的未来发展趋势
高比能量材料
新型正负极材料的研发，提高电池比能量，延 长电池续航能力。
新能源应用
锂离子电池将成为新能源汽车等领域的主要电 池类型之一。
新型电解质
全固态电解质的研发和应用，提高电池安全性 和可靠性。
废旧电池回收
锂离子电池 ppt课件
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所占成 本比重 40% 25%
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正极材料的要求
1. 具有较高的氧化还原电位，使
电池输出电压高 2. 可利用活性物质高，容量高 3. 充放电过程中，结构稳定 4. 氧化还原电位变化小 5. 化学稳定性好，与电解质反应 小 6. 较高的电子和离子导电率，大 电流充放电性能好 7. 价格便宜，对环境无污染
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几种正极材料应用优劣势比较
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聚合物锂离子电池
（1）固体聚合物电解质锂离子电池
（2）凝胶聚合物电解质锂离子电池 （3）聚合物正极材料的锂离子电池
由于用固体电解质代替了液体电解质 , 与液态锂离子电池 相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任 意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的 问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以 提高整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还可以采用高 分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子 电池提高50％以上。
1.
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常见负极材料
电极电动势
比容量
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10
金属锂负极
由于锂在溶解沉积的过程中生成枝晶，导致电极的 表面积不断增大，新增加的表面由于生成 SEI 膜导 致与集体的接触不良，因此锂的溶解沉积效率较低。
充电前
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充电后
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精选锂电池生产工艺课件
叠片工艺的主要工艺流程 --- Forming
叠片工艺的主要工艺流程 --- Aging
化成
工序功能：进一步形成稳定SEI，并检测电芯容量
老化
工序功能：电压挑选
Part2：卷绕工艺的主要工艺流程介绍
卷绕工艺的主要工序流程图
卷绕工艺工序流程图（主要工序）
搅拌 （Mixing）
涂布 （Coating）
Cold Lam （冷压）
工序功能：将Coating后的极片压实，达到合适的密度和厚度
原理：通过调节压辊的间隙以调节压 力，从而调节极片被压实的厚度和密 度
叠片工艺的主要工艺流程 --- Stacking
Stacking（叠片）
工序功能：通过手工或夹具将正极极片、隔离膜、负极 极片规则地重叠在一起。
卷绕工艺的主要工艺流程 --- Top sealing
Top sealing（顶封）---与叠片工艺相同
工序功能：将裸电芯包上包装铝箔，对顶部和侧边进行热封装
原理：包装铝箔分3层（尼龙层、铝层、PP层），封装 时通过加热使PP溶化，同时加压（封头压合）使两层 包装铝箔粘合在一起，达到封装的目的
卷绕工艺的主要工艺流程 --- Top sealing
Coating （涂布）---与叠片原理相同，方法不同
工序功能：将浆料间歇、均匀地涂覆在传送集流体的表面， 烘干，分别制成正负极的极片卷。
原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀 间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂 辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要 求，控制涂布层的厚度以达到重量要求， 同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的 浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于 基材上。
43
预化流程：
0.02C CC 210min to 3.4V; 0.1C CC 420min to 3.95V
锂电池生产工艺流程PPT课件
工序功能：将浆料连续、均匀地涂覆在传送集流体的表面，烘干，分别制成正负极片。
工序功能：将电芯外型作最后加工
Cold Lam （冷压）
Cutting（裁片、分条）
叠片工艺的主要工艺流程 --- Formation
预化
工序功能：通过充放电方式将其内部正负极物质激活，同时在负极表面形 成良好的SEI膜。
Coating （涂布）---与叠片原理相同，方法不同
工序功能：将浆料间歇、均匀地涂覆在传送集流体的表面， 烘干，分别制成正负极的极片卷。
原理：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀 间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂 辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要 求，控制涂布层的厚度以达到重量要求， 同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的 浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于 基材上。
叠片工艺的主要工艺流程 --- Forming
叠片工艺的主要工艺流程 --- Aging
化成
工序功能：进一步形成稳定SEI，并检测电芯容量
老化
工序功能：电压挑选
Part2：卷绕工艺的主要工艺流程介绍
卷绕工艺的主要工序流程图
卷绕工艺工序流程图（主要工序）
搅拌 （Mixing）
涂布 （Coating）
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Coating 工序功能：将正极或者负极粉料以及其他配料混合均匀，并调制成浆。
卷-TF（原C工FV工原MFP叠P原有W叠叠卷-叠卷-P原发卷C叠工PS卷-原度叠-PCC（卷-S------ooootaaaaat-i-----ooooaaeisMCCrrrrr绕M理序序理片理限片片绕片绕理生绕片序绕理以片绕prrrxaaalTTcclctttttmmmdIFdttt2iiooikkooosAAniiiiccon工 ： 功 功 ： 工 ： 的 工 工 工 工 工 ： 反 工 工 功 工 ： 达 工 工oi：xaliiannneLiippsjllnddnngnn：：retteeaigggiagiimutggngg艺通能能通艺超温艺序艺艺艺水应艺艺能艺涂到艺艺sscl卷noL（ymssi（lee（ （（（（gt（ （叠叠ngnae粘iiaaazz的过：：过的声升是流的是的作。工是：的辊重的的t绕g(搅m（llC焊i成 涂成涂涂ee预叠 叠片片ii（o度nn颗颗主调将将调主波，将程主将主为序将将主转量主主u工n拌冷gg接型 布型布布片 片化t工工顶t）粒粒要节电裸节要焊从正图要正要电流正要动要要要Ci艺）压）n） ））））） ）成艺艺封og度度工压解电压工接而极（工极工解程极工带求工工的a－））--）的的t）--i艺辊液芯辊序利达、艺、艺液图、艺动，艺艺M--主n－与与-主主g-a流的加包的流用到负流负流中（负流浆同流流要-后与i叠叠与要要n程间入上间程超连极程极程一主极程料时程程工的叠p片片叠工工r隙到包隙图声接切切种要切，，艺极o片原原片艺艺c以电装以频异成成痕工成通通流e片工理理工流流ss调芯铝调率种小小量序小过过程压艺）相相艺程程节中箔节（金片片组）片调干介实基同同原介介压，，压超属与与分与整燥绍，本，，理绍绍力并对力过的隔隔，隔刮加达相方方相，将顶，目离离对离刀热到同1法法同6从电部从的膜膜锂膜间除合K不不，H而芯和而。叠叠离叠隙去适同同流Z调完侧调合合子合来平的程）节全边节成成电成调铺密不的极封进极小小池小节于度同机片住行片电电电浆基S和械E被热被芯芯芯料材厚I膜振压封压单单单转上度的动实装实体体体移的形能的的，，，量浆成量厚厚然然然，料和在度度后后后并中电静和和将将将利的池压密密小小小用溶性力度度电电电背剂能的芯芯芯辊，有共单单单或使非同体体体涂固常作叠叠叠辊体大用放放放的物的下并并并转质影，联联联动很响将起起起将好，弹来来来浆地满性组 组 组 料 粘充振成成成转结状动一一一移于态能个个个到基的量大大大基材负转电电电材上极变芯芯芯上。与为的的的，锂工一一一按金件种种种工属间艺LLL性的iii离离离要质摩子子子求相擦电电电，近功芯芯芯控，、制制制制可形造造造涂以变工工工布直能艺艺艺层接及。。。的与随厚水后 工序功能：将浆料间歇、均匀地涂覆在传送集流体的表面，烘干，分别制成正负极的极片卷。
锂离子电池概述、材料、工作原理及应用PPT课件教案与资料
2 锂离子电池的原理和特性
锂离子电池的充电方法
2 锂离子电池的原理和特性
锂离子电池的放电特性
在较高放电率下(1.0 C以上)，虽然放电 电压有所下降，但 截止到2.5V终止电 压时的放电容量却 降低很少。
2 锂离子电池的原理和特性
锂离子电池的高温性能
电池充电结束后，将电池放入 60±2 ℃ 的高温箱 中恒温 2h ，然后以 1C5A 电流恒流放电至 2.75V 。放 电时间不小于 54 分钟。后将电池取出在环境温度 20±5 ℃ 的条件下搁置 2h, 电池外观无变形、无爆裂。
2 锂离子电池的原理和特性
锂离子电池的充电原理
恒压充电阶段 当电池电压达到4.2V时，达到了 电池承受电压的极限。这时应以 4.2V的电压恒压充电。这时充电 电流逐渐降低。当充电电流小于 30mA时，电池即充满了。这时 要停止充电。否则，电池因过充 而降低寿命。恒压充电阶段要求 电压控制精度为1%。依国家标 准，锂离子电池要能在1C的充电 电流下，可以循环充放电500次 以上。依一般的电池使用三天一 充。这样电池的寿命应在4年。
4、价格昂贵。
一般认为，锂离子电池起火爆炸是由于其内部化学原理和成分导致的。由于人 们想在单位密度中储存更多的能量，这就导致了锂离子电池中碳、氧和易燃液体的 含量不断增加。与此同时除了正极、负极以及隔离膜之外，锂离子电池内部还充满 了一种非常易燃的液体—锂盐类电解质。电池充电时，负极的锂离子向正极移动， 电池在使用过程中，锂离子又回到负极以提供能量。在充完电的状态下，失去大部 分离子的负极非常不稳定。这个温度足以使负极分解和释放氧。随着热量积蓄，电 池将会进入“热失控”状态。此时电池内部的温度将会极快地升高，最后到达电解 液的燃点而起火爆炸。在最近导致众多大厂笔记本电脑过热和起火的SONY锂电池 中，正是因为在电池制造过程中混入了过多的金属颗粒，容易在电池使用过程中发 生短路、产生火花。才导致了这些锂离子电池的不稳定。
锂电池化成原理最新优质ppt课件
?单电子反应
DEC + e + 2Li+ DEC + e + 2Li+ C2H5CO2 ? + CH3? C2H5 ?+ 1/2H2 ? CH3 ?+ CH3 ?
?双电子反应
DEC + 2e + 2Li +
C2H5OCO2Li (s) + C2H5 ? C2H5OLi (s) + C 2H5CO2 ?
? 重要性：1）影响首次效率（容量发挥）； 2）影响电化学性能 （内阻，H/L temp, 循环性能） 3）影响热稳定性和安全性能；
? 流程：五步（目前ATL）
Rest / 0.02C to 3.4V /Rest / 0.1C to 3.8V / Rest
电化学体系的变化
? 阴极 / 阳极 / 电解液
化成原理
内容提要
1.化成概述 2.化成机制（以石墨为例）
2.1 SEI膜形成 2.2 影响SEI膜的因素
3.改善措施
3.1 夹具化成
1. 化成概述
? 化成：注电解液并浸润后，首次充电激活电芯的过程
? 目的：1）激活活性物质； 2）形成稳定的SEI膜，保证电芯的电化学性能； 3）以便除去产生的气体副产物； 4）排除内短路电芯。
75.9%
66.1%
2C 40.9%
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《锂电池工作原理》课件
欢迎各位来到本次《锂电池工作原理》PPT课件。锂电是目前应用广泛的可 充电电池之一，本次课件将带你了解它的基本构成、工作原理和应用领域。
什么是锂电池？
1 锂离子电池和锂聚合物电池的区别
锂离子电池有较高的能量密度，而锂聚合物电池则更轻薄，不易泄漏或爆炸。
2 锂电池的优点和缺点
锂电池具有高能量密度、轻质化、充放电效率高等优点，但也存在使用寿命短、成本高 和安全风险等缺点。
锂电池的基本构成
锂电池的正极
通常由氧化物或磷酸铁锂等材料 制成。
锂电池的负极
通常由石墨等材料制成。
锂电池的电解质
通常由有机溶剂、无机盐类等物 质组成的电解质溶液。
锂电池的工作原理
1
充电过程
- 正极：锂离子从电解质中脱离，嵌入正极材料结构；
总结
锂电池的优缺点和应用领域
锂电池具有高能量密度、轻质化等优点，但也存在使用寿命短、成本高等缺点。目前已广泛 应用于电子设备、电动汽车和可再生能源等领域。
锂电池的基本构成和工作原理
锂电池由正极、负极和电解质三部分构成，其工作原理涉及充放电过程，使锂离子在正负极 材料之间来回移动，产生电流。
你了解了吗？
- 负极：锂离子在负极材料表面生成金属锂。
2
放电过程
- 正极：锂离子从正极材料中脱离，向负极或电解质移动；
- 负极：金属锂和锂离子反应，生成锂离子和电子。
锂电池的应用领域
电子设备
手机、平板、笔记本电脑等移 动终端设备。
电动汽车
汽车动力电池是锂电池的重要 应用之一。
可再生能源系统
太阳能、风能等系统需要储能 设备支撑运行。
希望通过本次课件，你对锂电池的工作原理和应用领域有了一定的了解。感 谢收看！
第1章-锂离子电池材料ppt课件
锂离子电池正极材料研究现状
大多数可作为锂离子电池的活性正极材料是含 锂的过渡金属化合物，而且以氧化物为主。 目前已 用于锂离子电池规模生产的正极材料为LiCoO2。
1.10 锂离子电池对正、负极材料的要求
(1) 具有稳定的层状或隧道的晶体结构； (2) 具有较高的比容量； (3) 有平稳的电压平台； (4) 正、负极材料具有高的电位差； (5) 具有较高的离子和电子扩散系数； (6) 环境友好。
2 正极材料
正极材料概述
正极材料是锂离子电池的重要组成部分， 在锂离子充放电过程中，不仅要提供正负极嵌 锂化合物往复嵌入/脱嵌所需要的锂，而且还要 负担负极材料表面形成固体电解质界面膜(SEI) 所需的锂。
LiCoO2、LiNiO2结构示意图
2.1.2 LiCoO2/Li组成的纽扣电池
Anode current collector(capA) node Separator
Gasket Cathode Cathode current collector(can) Fig. The cross sectional view of coin type LiCoO2/Li coupled cell.
2.2 LiNiO2正极材料
与LiCoO2相比，LiNiO2因价 格便宜且具有高的可逆容量，被认 为最有希望成为第二代商品锂离子 电池材料。而LiCoO2制备困难， 按LiCoO2制备工艺合成LiNiO2所 得到材料的电化学性能极差，原因 在于LiCoO2属于R3m群，其晶格 参数为ah=0.29 nm，ch=1.42 nm ，ch/a h=4.9，属于六方晶系，且 和立方晶系相应值接近，说明镍离 子的互换位置与LiCoO2相比对晶 体结构影响很小。而(3a)、(3b)位 置原子的互换，严重影响材料的电 化学活性。
三元锂电池-SEI膜形成机理
3.SEI膜对石墨表面的影响 SEI膜对石墨表面的钝化可使活性物质表面具有良好的动力稳定性， 同时可确保电池良好的循环性能。但是，有时因SEI膜的形态和结构发 生变化会使石墨表面钝化层破坏，文献中提到的导致钝化层破坏的原因 主要为：
电解液溶剂分子和锂离子形成溶剂化离子，共同在石墨层间脱嵌，这种溶 剂化离子会导致石墨层的有序结构发生扭曲、变形，使电池性能变差。
其它表征方法
目前使用的SEI膜分析方法有很多，主要可分为以下几类： SEI膜成分分析：XPS（X射线光电子能谱）、SIMS（二次离子质谱）
IR(红外光谱)、Raman Spectra(拉曼光谱）等 SEI膜结构成像分析：AFM（原子力显微镜）、STM（扫描隧道显微镜）
TEM（透射电镜）等 SEI膜热分析： DSC（差热分析）、ARC（加速量热法）、
3.SEI膜的改性 根据SEI膜的形成过程、机理及其性能特征，人们采用各种方法对
SEI 膜进行改性，以求改善其嵌脱锂性能，延缓 SEI膜的溶解破坏，增 强稳定性，同时减少SEI膜形成过程中锂离子的损失。
3.1碳负极预处理
碳负极的预处理方法有多种：包覆、机械研磨、表面成膜都是有效的方法。 对石墨电极表面氧化、气体还原处理、高温热处理、惰性气体清洗以及低温预处 理都能在一定程度上改善电极表面的SEI膜，增强其稳定性与循环性能 ,减少不 可逆容量 ,增大充放电效率。
2.2溶剂对SEI膜的影响 研究表明，电解液的溶剂对SEI膜有着举足轻重的作用，不同的溶剂在形成 SEI膜中的作用不同。在PC溶液中，形成的SEI膜不能完全覆盖表面，电解液很容 易在石墨表面反应，产生不可逆容量。在纯EC做溶剂时,生成的SEI膜主要成分是 (CH2OCOOLi)2 ,而加入DEC或DMC后,形成的SEI膜的主要成分分别为 C2H5COOLi 和 Li2CO3。显然,后二者形成的SEI膜更稳定。在EC/DEC和EC/DMC的混合体系中, EC 是生成SEI膜的主要来源，只有EC发生了分解，DEC和DMC的主要作用是提高溶 液 的电导率和可溶性,而不在于参与SEI膜的形成。
化成原理及SEI膜的形成
锂离子电池化成原理及SEI膜的形成丹蝶斌百家号10-2213:21化成原理SEI膜形成机制⑴在一定的负极电位下，电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂分子等发生不可逆反应；⑵不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中；⑶电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停止；⑷一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行SEI膜组成成分正极确实也有层膜形成,只是现阶段认为其对电池的影响要远远小于负极表面的SEI膜,因此本文着重讨论负极表面的SEI膜（以下所出现SEI膜未加说明则均指在负极形成的）。
负极材料石墨与电解液界面上通过界面反应能生成SEI膜,多种分析方法也证明SEI膜确实存在,厚度约为100～120nm,其组成主要有各种无机成分如Li2CO3、LiF、Li2O、LiOH等和各种有机成分如ROCO2Li、ROLi、(ROCO2Li)2等。
烷基碳酸锂和Li2CO3均为3.5V前形成SEI膜的主要成分，烷基碳酸锂和烷氧基锂为3.5V后形成SEI膜的主要成分。
化成气体产生与电压关系化成过程中其产气总量于电压3.0V处最大,而当化成电压大于3.5V后,则产生的气体就迅速减少.化成电压小于2.5V时,产生的气体主要为H2和CO2等;随着化成电压的升高,在3.0V~3.8V的范围内,气体的组成主要是C2H4,超出3.8V以后,C2H4含量显著下降,此时产生的气体成分主要为C2H6和CH4.其中,3.0V~3.5V之间为SEI层的主要形成电压区间.而在这一电压区间,产生的气体化成产生气体分类化成产生气体成分比较电解液中主要的有机溶剂结构EC为碳酸乙烯酯；PC为碳酸丙烯酯；DEC为二乙基碳酸酯；DMC为二甲基碳酸酯；DME为二甲氧基乙烷；DOL为二氧戊烷；MEC为甲基乙基碳酸酯化成过程中的主要化学反应正极反应：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe-负极反应：6C+xLi++xe-=LixC6电池总反应：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6电压低于2.5V时H2O+e→OH-+1/2H2(g)OH-+Li+→LiOH(s)LiOH+Li++e→LiO(s)+1/2H2(g)LiPF6→LiF+PF5PF5+H2O→2HF+PF3OLiCO3+2HF→LiF+H2CO3H2CO3→H2O+CO2(g)SEI层形成过程中的主要反应：EC+e→EC˙(EC自由基）2EC˙+2Li+→CH2=CH2(g)+(CH2OCO2Li)2(s) EC+2e→CH2=CH2(g)+CO32-CO32-+2Li+→Li2CO3EC+2Li++2e→CH3OLi(s)+CO(g)DMC+e+Li+→CH3OCO2Li(s)+CH3˙DMC+e+Li+→CH3OLi(s)+CH3OCO2CH3OCO2+CH3˙→CH3OCO2CH3EMC+e+Li+→CH3OCO2Li(s)+C2H5˙CH3˙+1/2H2→CH4C2H5˙+1/2H2→C2H6CH3˙+CH3˙→C2H6C2H5˙+CH3˙→C3H8DMC+2Li++2e→CH3OLi(s)+CO(g)SEI膜形成中的主要化学现象在电池化成的过程中不仅仅是电能与化学能的转换，同时也伴随着热能的转化；在化成中的化学反应产生的气体包括H2，CO，CO2，C2H4，CH4，C2H6˙˙˙，所以在化成时电芯都有一个气囊，目的就是排出化成中产生的气体。
锂离子电池化成原理及SEI膜的形成20190816
锂离子电池化成原理及SEI膜的形成GAOXY一、化成电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成。
什么是化成？锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的过程。
锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）。
SEI膜的形成一方面消耗了电池中有限的锂离子，这就需要使用更多的含锂正极极料来补偿初次充电过程中的锂消耗; 另一方面也增加了电极/电解液界面的电阻造成一定的电压滞后。
二、化成原理三、SEI膜形成机制⑴在一定的负极电位下，电极/电解液相界面的锂离子与电解液中的溶剂分子等发生不可逆反应；⑵不可逆反应主要发生在电池首次充电过程中；⑶电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停止；⑷一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行SEI膜组成成分正极确实也有层膜形成,只是现阶段认为其对电池的影响要远远小于负极表面的SEI膜,因此本文着重讨论负极表面的SEI膜（以下所出现SEI膜未加说明则均指在负极形成的）。
负极材料石墨与电解液界面上通过界面反应能生成SEI膜 ,多种分析方法也证明SEI 膜确实存在,厚度约为100～120nm ,其组成主要有各种无机成分如Li2CO3 、LiF、Li2O、LiOH 等和各种有机成分如ROCO2Li 、ROLi 、(ROCO2Li) 2 等。
烷基碳酸锂和Li2CO3均为3.5V前形成SEI膜的主要成分，烷基碳酸锂和烷氧基锂为3.5V后形成SEI膜的主要成分。
三、化成气体产生与电压关系化成过程中其产气总量于电压3.0V处最大,而当化成电压大于3.5V后,则产生的气体就迅速减少.化成电压小于2.5V时,产生的气体主要为H2和CO2等;随着化成电压的升高,在3.0V~3.8V的范围内,气体的组成主要是C2H4,超出3.8V以后,C2H4含量显著下降,此时产生的气体成分主要为C2H6和CH4.其中,3.0V~3.5V之间为SEI层的主要形成电压区间.而在这一电压区间,产生的气体组分主要为C2H4.因此可以认为,这时SEI层的形成机理主要是电解液溶剂中EC的还原分解.化成产生气体分类化成产生气体成分比较四、化成产生气体的原因及机理当电池电解液采用1mol/L LiPF6-EC~DMC~EMC(三者体积比1：1：1)化成电压小于2.5V下,产生的气体主要为H2和CO2等;化成电压为2.5V时,电解液中的EC开始分解,电压3.0~3.5V的范围内,由于EC的还原分解,产生的气体主要为C2H4;而当电压大于3.0V时,由于电解液中DMC和EMC的分解,除了产生C2H4气外,CH4,C2H6等烷烃类气体也开始出现;电压高于3.8V后,DMC和EMC的还原分解成为主反应.此外,当化成电压处3.0~3.5V之间,化成过程中产生的气体量最大;电压大于3.5V后,由于电池负极表面的SEI层已基本形成,因此,电解液溶剂的还原分解反应受抑制,产生的气体的数量也随之迅速下降.电解液中主要的有机溶剂结构EC为碳酸乙烯酯；PC为碳酸丙烯酯；DEC为二乙基碳酸酯；DMC为二甲基碳酸酯；DME为二甲氧基乙烷；DOL为二氧戊烷；MEC为甲基乙基碳酸酯化成过程中的主要化学反应正极反应： LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe-负极反应： 6C+xLi++xe-=LixC6电池总反应： LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6电压低于2.5V时 H2O+e→OH-+1/2H2 (g)OH-+ Li+→ LiOH (s)LiOH+Li++e→LiO(s)+1/2H2(g)LiPF6→LiF+PF5PF5+H2O→2HF+PF3OLiCO3+2HF→LiF+H2CO3H2CO3→H2O+CO2(g )SEI层形成过程中的主要反应：EC+ e→EC·(EC自由基）2EC·+2Li+→CH2=CH2 (g)+(CH2OCO2Li)2 (s)EC+2e→CH2=CH2 (g)+CO32-CO32- + 2Li+→Li2CO3EC+2Li++2e→CH3OLi (s) + CO (g)DMC + e+ Li+→CH3OCO2Li (s)+CH3·DMC+ e+ Li+→CH3OLi (s)+CH3OCO2CH3OCO2+CH3·→CH3OCO2CH3EMC+ e+ Li+→CH3OCO2Li (s)+C2H5·CH3·+1/2H2→CH4C2H5·+1/2H2→C2H6CH3·+CH3·→C2H6C2H5·+CH3·→C3H8DMC+2Li++2e→CH3OLi (s) + CO (g)SEI膜形成中的主要化学现象在电池化成的过程中不仅仅是电能与化学能的转换，同时也伴随着热能的转化；在化成中的化学反应产生的气体包括H2，CO，CO2，C2H4，CH4，C2H6···，所以在化成时电芯都有一个气囊，目的就是排出化成中产生的气体。
锂电池生产工艺课件PPT(共 43张)
0.02C CC 210min to 3.4V; 0.1C CC 420min to 3.95V
叠片工艺的主要工艺流程 --- Forming
Forming（成型）
工序功能：将电芯外型作最后加工
Baking
高温老化
Degassing
释放化成产生的气体
切边
切去气袋和多余的 侧边
折边
将侧边折起，完成 电芯最终外形
叠片工艺的主要工艺流程 --- Inject
叠片工艺的主要工艺流程 --- Formation
预化
工序功能：通过充放电方式将其内部正负极物质激活，同时在负极表面形 成良好的SEI膜。
原理：锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的 过程。锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道 工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反 应, 在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在 碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE）
冷压 （Cold Lam）
注液 （ Inject）
顶封 （ Top sealing）
卷绕 （Winding）
化成 （ Formation）
成型 （ Forming）
测试
裁片分条 （ Slitting
焊接 （ Welding
卷绕工艺的主要工艺流程
---物料形态流程图
卷绕工艺的主要工艺流程 ---Mixing
制造工艺分类
Li离子电芯核心制造工艺分为：
叠片工艺和卷绕工艺