拆解电芯后做扣电要注意什么?
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发布时间：2024-08-20 04:23
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时间：2024-08-26 02:27
在电芯失效分析或材料验证的日常任务中，我们常常需要从单体电芯中拆解极片，再组装成扣电进行测试。然而，老化电芯内部的电极材料老化、电解液消耗、产气甚至料层剥落等问题，可能导致制作出的扣电性能不稳定，对测试结果产生显著影响。因此，我们有必要深入了解在拆解和扣电制作过程中应注意的事项。
首先，电芯拆解是一个需谨慎对待的环节。面对种类繁多、容量各异的电芯，我们不能仅凭手套箱的相对干燥环境就保留未使用的极片。即使在低氧环境下，电极片仍可能与微量水分或氧气发生反应，长期接触电解液的极片状况也会逐渐恶化。因此，建议拆解应在实际需要制作扣电的当天进行，以确保极片的新鲜度。
在扣电制作阶段，我们曾用94Ah方壳电芯和40Ah软包电芯进行实验，其中电解液成分和隔膜厚度各不相同。整个过程分为两个步骤：极片清洁和冲片。将双层极片置于玻璃板上，确保密封完好，然后使用溶剂（如NMP）清洗或刮除表面。正负极片冲片时，我们使用打孔器和EL-CUT设备裁剪出直径18mm的极片，以确保精确度。
组装阶段，我们尝试了不同电解液和隔膜组合。尽管隔膜厚度差距大，但200um以上的隔膜具有良好的压缩性，不会影响扣电封口。其中，A3冲片工艺采用DMC浸泡电极片90秒以去除锂盐，然后在手套箱中晾干30分钟。
测试结果显示，制作的扣电在充电循环和EIS电化学阻抗分析中表现出明显的波动。我们使用COV这一指标衡量扣电的差异性，通过对比不同工艺和材料对扣电性能的影响，深入分析了各因素的作用。
1. 冲片方式：冲子冲制的极片容量普遍偏低，表明冲片质量不佳可能导致边缘料层脱落，影响扣电性能。虽然极片对齐度对最终结果影响较小，但选择高质量冲片设备至关重要，以确保极片均匀平整。
2. DMC冲洗：冲洗后的扣电在容量循环和阻抗稳定性方面有所差异。DMC可能影响SEI层，导致电解液锂盐浓度降低，但这对电导率的影响较小，选择其他方法可能更佳。
3. 电解液：电解液成分对扣电影响相对较小，但选择合适的成分以维持稳定电导率是必要的。
4. 隔膜：PP-PE-PP与电芯内自带隔膜相比，DL-Sep隔膜的孔隙率更高，能提供更均匀的力分布和更佳电流分布，提升扣电的使用寿命。
综上所述，拆解电芯制作扣电时，我们应遵循以下建议：
尽快处理拆解的电芯以制作扣电
优先选择质量上乘的冲片设备
选择合适电解液和孔隙率高的隔膜
尽量避免使用DMC处理冲剪后的电极片
通过细致的操作和科学的选择，我们可以最大程度地减小制作扣电过程中可能出现的波动，确保测试数据的准确性和可靠性。
