鐵鋰離子電池化成工藝對電池的性能影響

化成是鐵鋰離子電池生產(chǎn)過程中的重要工序，化成時在負極表面形成一層鈍化層，即固體電解質界面膜，SEI膜的好壞自接影響到電池的循環(huán)壽命、穩(wěn)定性、自放電性、安全性等電化學性能，滿足二次電池密封免維護的要求，而不同的化成工藝形成的SEI膜有所不同，對鋰離子電池的性能影響也存在很大差異。

傳統(tǒng)的小電流預充方式有助于穩(wěn)定的SEI膜形成，但是長時間的小電流充電會導致形成的SEI膜阻抗增大，從而影響鋰離子電池的倍率放電性能，過程時間長影響生產(chǎn)效率。

充電電流0.05c~0.2c，截止電壓3.6v~3.7v，充電截止電流0.025c~0.05c，靜止一段時間后從0.1c~0.2c放電至2.5v。在不同的充放電機制下，不同的充電電流影響SEI的形成和質量，而電池的休眠時間和充電截止電流影響電池的形成時間。

磷酸鐵鋰系統(tǒng)的電池形成過程要選擇合適的截止電壓。從材料晶體結構來看，當充電電壓大于3.7v時，磷酸鐵鋰的晶格結構可能被破壞，從而影響電池的循環(huán)性能。一些內阻實驗和極板的SEM觀察結果也證明了以下結論的正確性:

1.適當降低形成電壓和縮短形成時間可以有效地減少鋰在負極表面的生成演化，從而獲得相對光滑的負極板表面。這是因為當轉換電壓高時，電池內部產(chǎn)氣速度快，電池內部的氣體無法及時排出，沉積在膜表面，影響了膜與負極之間的接觸平衡。在鋰離子去包埋過程中，由于鋰離子與鋰離子之間的不平衡接觸，導致鋰離子在某些區(qū)域內過度嵌入，導致負極表面不光滑，最終影響電池性能。

2.經(jīng)過對鋰鐵電池形成內阻的測試，發(fā)現(xiàn)適當降低形成電壓，減少形成時間可以降低電池的內阻。高形成電壓引起的高內阻也與負極表面的不光滑和白點的形成有關，因為白點是導電性能差的鋰化合物，所以電池的內阻較大。

3.在地層工藝設計中適當降低地層電壓，可以提高鋰離子電池的一次充放電能力，改善鋰離子電池的循環(huán)性能。過高的形成電壓容易導致鋰及其化合物沉積在負極表面，新增了鋰離子電池的不可逆容量，必然影響電池的容量。由于鋰及其化合物的存在，電池的容量在充放電循環(huán)中下降的越來越快，影響了電池的循環(huán)壽命。

推薦使用磷酸鐵鋰離子電池

1)正極放電克容量

2)電池的一次充放電效率

3)電池電壓平臺

4)鋰離子電池恒流恒壓充電比

5)鋰離子電池充放電電壓平臺差異

6)0.2c的容量與0.5c的關系

鋰離子電池的形成步驟

鋰離子電池形成過程中SEI膜的形成過程包括以下四個步驟:

步驟:電子從收集液導電劑石墨粒子轉移到待形成的SEI膜的A點;

步驟:溶劑化的鋰離子，包裹在溶劑中，從正極擴散到B點，在SEI膜的表面形成。

步驟:A點的電子通過電子隧穿擴散到B點;

一步:跳轉到B點的電子與鋰鹽、反應溶劑化鋰離子,成膜代理,等,繼續(xù)生成SEI膜表面的原始的SEI膜,從而新增石墨粒子的表面SEI膜的厚度,并最終形成一個完整的SEI膜。

由此可見，SEI形成的整個反應過程可以具體分解為上述四步反應。這四步反應過程決定了整個SEI膜的成膜過程。

鋰鐵電池的形成是電池的第一次充電，激活電池中的活性物質，在陽極表面形成致密膜，保護整個化學界面。這種形成也叫活化，制造鋰離子電池池后，通過一定的充放電方式來活化其內部的正極和負極材料，提高電池工藝的綜合性能。鋰離子電池的形成是一個非常復雜的過程，也是影響鋰離子電池性能的一個非常重要的過程。