锂离子动力电池铝壳壳体电位研究
锂离子动力电池铝壳壳体电位研究
河南科技•创新驱动、.........................................>锂离子动力电池铝壳壳体电位研究蔡晓利郭毓优(中航锂电(洛阳)有限公司，河南洛阳471003)摘要:分析影响锂离子动力电池外壳电位的影响因素，结果表明：壳体表面残留的电解液，电芯外层隔膜破 损，极耳包肢不完整均会影响壳体电位;正极对壳体电位超过IV,会导致壳体腐蚀的发生。
为避免壳体发生 腐蚀，通常采用的方法有对电芯外部增加绝缘保护袋，在铝壳内部增加绝缘保护涂层，对极耳进行绝缘胶纸 全覆盖。
关键词:锂离子动力电池;铝壳电位;腐蚀中图分类号:TM912 文献标识码:A文章编号=1003-5168(2016) 12-0142-02Study on the Potential of Aluminum Can of Lithium Ion PowerBatteryCai Xiaoli Guo Yuyou(China Aviation Lithium Battery Co, Ltd., Luoyang Henan 471003)Abstract：The influence factors of the potential of aluminum can of lithium ion oower battery was analyzed,the results showed that:the residual electrolyte on aluminum cans,the damage of the cell5s outer separator,the incompleteness of the tapes on tab,all these factors influenced the potential of aluminum can;The potential difference between the positive electrode and aluminum cans going over IV would cause the corrosion of aluminum cans.In order to avoid such problems,it is often advisable to increase insulation bags out of cells,to increase insulation coating layers on the inner surface of aluminum cans,or to tally cover tabs by insulation tapes.Keywords：lithium ion powerbattery;the potential of aluminum can;corrosion由于环境污染严重以及石油能源的危机，锂离子电 池以其高的能量密度、环境友好等优点，得到重点关注。
锂离子动力电池湿法回收工艺研究现状
锂离子动力电池湿法回收工艺研究现状刘贵清;王芳【摘要】随着电动汽车的大力推广使用,每年动力锂电池的报废量也不断增长,废旧电池中含有大量的镍、钴、锰、锂等有价金属元素,具有非常高的经济回收价值.本文就锂离子动力电池的回收现状,分析了其有价金属回收的主要四种方法,并针对现阶段的研究热点湿法冶金处理工艺进行具体分析探究,包括浸出工艺、金属离子分离提纯工艺等,最后综合各研究成果总结了一些回收试验工艺技术路线.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】5页(P88-92)【关键词】锂离子动力电池;金属回收;湿法冶金;酸浸出;分离;提纯【作者】刘贵清;王芳【作者单位】东北大学冶金学院,沈阳 110819;江苏北矿金属循环利用科技有限公司,江苏徐州 221006;江苏北矿金属循环利用科技有限公司,江苏徐州 221006【正文语种】中文【中图分类】TM912锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和使用携带轻便等优势，在电动交通工具电源方面有着广泛应用。
随着电动汽车产业蓬勃发展，动力锂离子电池的产量和消费量急剧增长，同时报废量也不断增长。
预测到2020年，动力锂电池的报废量将达到50万t，2025年将超过200万t。
对车用动力锂离子电池而言，其主要结构和组成如表1所示[1]。
表1 锂离子电池主要结构及组成主要结构主要材料组成含量（%）电池壳铝壳、铝塑复合膜、不锈钢20～25电芯正极LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4、三元材料等25～30电芯负极石墨等碳材料14～19电芯隔膜有机或陶瓷隔膜约5电芯电解液LiPF6溶液，碳酸乙烯酯，碳酸甲乙酯10～15电芯集流体铝箔、铜箔10～16由表1可知，车用动力锂离子电池含有大量的镍、钴、锰、铝、铜等有价金属。
其平均含量水平远高于原生矿石品位，具有极高的回收价值。
若这些废旧电池被随意丢弃，不仅造成资源的浪费，而且会给环境带来严重的污染。
锂离子电池铝壳腐蚀漏液研究
锂离子电池铝壳腐蚀漏液研究
锂离子电池铝壳腐蚀漏液研究是一个重要的问题，因为它影响到电池的安全性能和使用寿命。
锂离子电池在充放电过程中，负极的锂离子会迁移到正极，同时电子通过外部电路流动。
铝壳作为电池的外壳，具有保护内部结构的作用。
然而，由于铝金属晶格八面体间距大小与锂金属相近，在铝金属嵌锂电位下容易与锂离子发生嵌锂反应生成A1Li合金，导致锂离子铝壳电池铝壳
发生电化学腐蚀。
在方型铝壳电池中，铝壳的腐蚀现象主要表现为电池侧边、底部腐蚀穿孔，导致电解液外泄。
通过腐蚀异常电池拆解和元素分析，得出电池铝壳的腐蚀机理可能是存在铝壳化学腐蚀与铝壳电化学腐蚀两类腐蚀反应。
为了更好地观察铝壳腐蚀情况，可以进行电池负极与壳体短路铝壳腐蚀实验。
实验方法是将方壳锂离子电池的负极与壳体进行短路处理，使铝壳处于较低电位下，观察其腐蚀情况。
此外，还可以研究电池在充放电的使用过程中是否会加剧电化学壳体腐蚀漏液现象。
实验方法是通过对比不同充放电条件下的电池性能，观察其腐蚀情况。
总之，锂离子电池铝壳腐蚀漏液是一个需要深入研究的问题。
通过实验和理论分析，可以深入了解其腐蚀机理和影响因素，为解决这一问题提供科学依据。
同时，也可以为锂离子电池的安全性能和使用寿命提供保障。
锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究
锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究锂离子电池作为当前广泛使用的高能量密度电池，在移动通讯、电动车辆和储能等领域得到了广泛应用。
然而，锂离子电池在长时间使用过程中，可能会出现铝壳腐蚀的问题，从而影响其性能和寿命。
本文将深入探讨锂离子电池铝壳腐蚀电位及其影响因素的研究。
一、锂离子电池铝壳腐蚀电位概述（1）介绍锂离子电池铝壳腐蚀电位的定义和意义。
锂离子电池铝壳腐蚀电位是指在一定条件下铝壳开始发生腐蚀的电位值。
了解铝壳腐蚀电位的大小和影响因素，有助于预测和预防锂离子电池的腐蚀问题，提高电池的可靠性和安全性。
（2）介绍锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定方法。
目前，常用的测定方法包括电化学测定和物理化学测定两种。
电化学测定方法主要通过电化学测试仪器对铝壳在不同电位下的腐蚀行为进行研究；物理化学测定方法主要是通过材料表面分析技术，如扫描电子显微镜和能谱分析等。
二、影响锂离子电池铝壳腐蚀电位的因素（1）锂离子电池电解液的组成和浓度。
电解液中的某些成分，如氯化物、氧化物等，可以加速铝的腐蚀速度，从而影响腐蚀电位。
电解液浓度的变化也可能对铝壳腐蚀电位产生影响。
（2）锂离子电池工作温度。
温度对锂离子电池铝壳的腐蚀电位有着重要的影响。
在较高温度下，铝壳的腐蚀速度更快，合理控制锂离子电池的工作温度可以减缓铝壳腐蚀的发生。
（3）锂离子电池状态和循环次数。
锂离子电池处于不同的充放电状态下，其腐蚀电位可能会有所变化。
锂离子电池的循环次数也可能对腐蚀电位产生影响，因为循环过程中电池内外部环境的变化可能会导致铝壳腐蚀速度的变化。
三、对锂离子电池铝壳腐蚀电位的观点和理解（1）锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定和分析对于电池的安全性和可靠性非常重要。
了解腐蚀电位可以帮助我们预测和预防电池腐蚀问题的发生，从而延长电池的寿命。
（2）在电池设计和制造过程中，应结合影响腐蚀电位的因素，合理选择电解液组成、控制工作温度以及优化循环次数等因素，以降低铝壳的腐蚀速度，提高电池的性能和可靠性。
金属铝的嵌锂电位
金属铝的嵌锂电位【实用版】目录一、引言二、金属铝的嵌锂电位概述三、金属铝嵌锂电位的影响因素四、金属铝嵌锂电位的应用五、结论正文【引言】随着科技的发展，新能源领域对于高性能电池材料的需求越来越大。
金属铝作为一种具有高理论比容量、低电极电位和环境友好性的材料，被认为是下一代锂离子电池的理想负极材料。
本文将探讨金属铝的嵌锂电位及其影响因素和应用。
【金属铝的嵌锂电位概述】金属铝的嵌锂电位是指在锂离子电池中，铝负极在充放电过程中锂离子嵌入或脱嵌的数量。
在锂离子电池的充放电过程中，铝负极的嵌锂电位会发生变化，这主要取决于锂离子在铝负极中的嵌入程度。
【金属铝嵌锂电位的影响因素】1.铝的晶体结构：铝的晶体结构对其嵌锂电位有重要影响。
不同晶体结构的铝在嵌锂过程中，锂离子的嵌入位置和方式不同，从而导致嵌锂电位的差异。
2.锂盐浓度：锂盐浓度对铝负极的嵌锂电位有显著影响。
较低的锂盐浓度会导致铝负极的嵌锂电位降低，而较高的锂盐浓度则使嵌锂电位升高。
3.充放电速率：充放电速率对金属铝的嵌锂电位也有影响。
较高的充放电速率会使铝负极的嵌锂电位降低，而较低的充放电速率则使嵌锂电位升高。
4.电池温度：电池温度对金属铝的嵌锂电位有重要影响。
随着温度的升高，铝负极的嵌锂电位会降低，反之则会升高。
【金属铝嵌锂电位的应用】金属铝的嵌锂电位在锂离子电池领域具有广泛的应用。
了解和控制铝负极的嵌锂电位，可以提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
此外，研究金属铝的嵌锂电位有助于优化电池管理系统，提高电池的性能和可靠性。
【结论】金属铝的嵌锂电位对于锂离子电池的性能和应用具有重要意义。
通过研究影响金属铝嵌锂电位的因素，可以为优化电池设计和提高电池性能提供理论依据。
锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究
锂离子电池铝壳腐蚀电位及影响因素的研究一、引言锂离子电池作为一种高性能、高安全性的电池，已经广泛应用于电动车、智能手机等领域。
然而，锂离子电池在使用过程中存在着铝壳腐蚀的问题，导致电池寿命缩短、性能下降等不良影响。
因此，研究锂离子电池铝壳腐蚀电位及其影响因素具有重要意义。
二、锂离子电池铝壳腐蚀机理锂离子电池的正极材料通常采用氧化物（如LiCoO2、LiMn2O4等）或磷酸盐（如LiFePO4）等化合物，负极材料则采用石墨或硅等材料。
正负极材料之间通过隔膜隔开，并浸泡在电解液中。
在充放电过程中，正负极材料之间的离子交换会引起电解液中水分解产生氢氧根离子和氢离子，其中氢氧根离子与铝壳反应生成Al(OH)4-，进而形成Al2O3保护层。
但当电池使用时间过长，电解液中的水分解产物逐渐增多，导致Al(OH)4-浓度升高，铝壳腐蚀速度加快，最终形成孔洞和腐蚀坑。
三、锂离子电池铝壳腐蚀电位的测定方法锂离子电池铝壳腐蚀电位是指在一定条件下，铝壳开始发生腐蚀的电位值。
通常采用静态浸泡法或动态极化法来测定。
静态浸泡法是将铝壳置于一定温度、pH值和氧分压下的模拟电解液中静置一段时间后，通过扫描电位仪等设备记录铝壳表面的极化曲线，并确定起始点对应的电位值；动态极化法则是在扫描一定范围内施加一个恒定的扫描速率来观察铝壳表面的极化曲线，并计算出起始点对应的电位值。
四、影响锂离子电池铝壳腐蚀电位的因素1. 电解液成分：不同类型、不同浓度的盐酸、硫酸等电解液会对铝壳腐蚀电位产生不同的影响。
2. 温度：温度升高会加速铝壳腐蚀速度，从而降低铝壳腐蚀电位。
3. pH值：pH值升高会使电解液中Al(OH)4-浓度降低，从而提高铝壳腐蚀电位。
4. 氧分压：氧分压升高会促进Al(OH)4-生成，加快铝壳的腐蚀速度，从而降低铝壳腐蚀电位。
五、锂离子电池铝壳防护方法为了延长锂离子电池的使用寿命和提高性能，需要采取有效的防护措施。
常见的防护方法包括：1. 采用复合材料或塑料外壳代替铝壳；2. 在铝壳表面涂覆一层保护性涂层（如聚合物、氧化物等）；3. 优化电解液配方，降低Al(OH)4-浓度；4. 控制温度、pH值和氧分压等因素。
方形铝壳锂离子电池负极与壳体的电压提升方法
方形铝壳锂离子电池负极与壳体的电压提升方法1. 使用高比表面积的负极材料：选择高比表面积的负极材料，如石墨烯或纳米硅等，可提高电池的负极活性物质与壳体之间的接触面积，从而提高电池的电压。
2. 优化负极活性物质结构：通过微观调控负极活性物质的结构，如调控颗粒大小、形状等，可以增加与壳体之间的接触面积，提高电压。
3. 涂覆导电涂层：在负极活性物质表面涂覆一层导电涂层，能够增强活性物质的电导率，提高负极与壳体之间的电子传输效率，从而提高电池的电压。
4. 采用高容量的锂储存材料：选择具有高比容量的锂储存材料，如多孔碳或硅基负极材料，能够增加电池的能量密度，从而提高电压。
5. 优化电池结构设计：通过设计合理的电池结构，如增加负极与壳体之间的接触面积，改变电极排列方式等，可以提高电池的电压性能。
6. 混合导电添加剂：在负极活性物质中添加一定比例的导电添加剂，如碳黑或碳纳米管等，可以提高活性物质的导电性，增强其与壳体的电子传输能力，提高电压。
7. 使用导电高分子材料：采用导电高分子材料作为负极添加剂，能够提高负极的导电性能，增强与壳体之间的电子传输效率，提高电池的电压。
8. 表面修饰处理：对负极活性物质进行表面修饰处理，如化学改性或纳米材料修饰等，有助于提高与壳体之间的接触性能，提高电池的电压。
9. 优化电解质配方：选择合适的电解质组分及浓度，能够改善电极与电解质之间的界面性能，提高电池的电压输出。
10. 采用新型电解质：使用具有高离子传导性和稳定性的新型电解质，可以提高电池的循环稳定性和电压性能。
11. 提高负极的充放电速率：通过优化负极材料的微观结构或添加导电添加剂等方式，提高负极的充放电速率，可以提高电池的电压输出。
12. 优化封装工艺：改善电池的封装工艺，如提高壳体与负极之间的紧密度，减少内阻，有利于提高电池电压。
13. 采用多级混合材料：使用多级混合材料作为负极活性物质，可以增加电池的容量和循环寿命，提高电压输出。
锂离子动力电池铝外壳的腐蚀
锂离子动力电池铝外壳的腐蚀张娜;李杨【摘要】通过电性能测试与扫描电子显微镜（SEM）、电感耦合等离子光谱（ICP）、X 射线衍射（XRD），能谱定量分析（EDS）等方法对外壳发生腐蚀的铝壳锂离子动力电池和正常电池进行了研究，并分析了腐蚀发生的条件。
研究发现，腐蚀电池在循环、存储以及放电倍率等性能上有明显下降，分析表明当电池内部负极耳与铝壳内壁接触并经过半年以上的放置或者使用时，有可能会发生腐蚀反应，腐蚀首先发生在铝壳内壁，然后逐步发展到铝壳外侧，腐蚀产物主要是 Li2 CO3和铝盐。
%Electrical property test,the SEM,ICP,XRD and EDS were used to study the lithium-ion power batteries;including decomposed and normal batteries with corroded aluminum casing,and the corrosion conditions were discussed.It was found that the cycle life,storage and discharge rateof corrosion batteries had a rapid declining.When the anode tab was contacted with the aluminum inner wall of aluminum lithium-ion battery,corrosion reaction might occur after more than six months of placement or using,the corrosion reaction occurd in the aluminum inner wall first,and then gradually developed into the outer aluminum.The main corrosion products were Li2 CO3 and aluminum salts.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P351-354,365)【关键词】锂离子动力电池;铝壳;壳电压;腐蚀【作者】张娜;李杨【作者单位】天津力神电池股份有限公司，天津 300384;天津力神电池股份有限公司，天津 300384【正文语种】中文【中图分类】TM912.9随着环境污染的日益加剧，新能源产业越来越受到人们的关注。
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锂离子动力电池铝壳壳体电位研究
作者：蔡晓利郭毓优
来源：《河南科技》2016年第23期
摘要：分析影响锂离子动力电池外壳电位的影响因素，结果表明：壳体表面残留的电解液，电芯外层隔膜破损，极耳包胶不完整均会影响壳体电位；正极对壳体电位超过1V，会导致壳体腐蚀的发生。
为避免壳体发生腐蚀，通常采用的方法有对电芯外部增加绝缘保护袋，在铝壳内部增加绝缘保护涂层，对极耳进行绝缘胶纸全覆盖。
关键词：锂离子动力电池；铝壳电位；腐蚀
中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2016）12-0142-02
由于环境污染严重以及石油能源的危机，锂离子电池以其高的能量密度、环境友好等优点，得到重点关注。
其中铝壳锂离子电池，由于铝来源广且价格相对较低，质轻、具有延展性、易加工、重量比能量高等优点被广泛应用。
为了防止壳体腐蚀，目前采用的是正极和盖板导通的方法，以降低正极对壳体的电位，理论上正极和壳体导通后正极与壳体间的电压应为
0V，但实际生产过程中出现了正极和壳体间电压大于0V的电池，现对这部分电池进行研究，分析其异常原因，并制定纠正措施。
1 电池的制备
正极材料磷酸铁锂与导电石墨、PVDF和NMP溶剂混合，搅拌成正极浆料，浆料涂布在铝箔上，通过辊压，制片得到正极片；负极石墨与导电石墨，粘结剂与去离子水混合，搅拌成负极浆料，浆料涂布在铜箔上，通过辊压，制片得到负极片；在叠片机上，将正、负极片与隔膜通过叠片的方式制成电芯，再通过电芯装配将电芯放入铝壳中，激光封口后，注液形成电池。
电池化成之后，进行容量测试，容量测试最后工步将电池荷电状态调整为30%SOC，对应的电池电压为3.285～3.305V；定容工步完成之后测试正极对壳体电压。
2 结果与讨论
2.1 壳体电压的形成
图1为电池电压与正负极对壳体电压之和的对比。
对正负极间电压以及正极对壳体电压、负极对壳体电压分别进行测试，正极参比壳体与负极参比壳体之和基本上与电池电压相一致。
表1为所测6 000支电池中，正极与壳体电压的分布情况。
其中，正极与壳体电压0.001～1.0V 的占比0.9%，大于1V的占比0.1%；正极与壳体电压大于1V则会发生壳体内部的腐蚀[1]，即发生电池内部腐蚀的比例为0.1%。
2.2 铝壳表面电解液对正极与壳体间电位
表2为将新的盖板放入电解液中浸泡48h之后，放在空气中静置12h，测试正负极和盖板间电压数据。
从表2可以看出，将电池放在电解液中浸泡2d正极和盖板间形成了电压。
为了进一步验证电池表面的电解液会影响正极对壳体电位，抽取10支正极对壳体电位不同的电池，电池正极使用酒精浸泡清洗24h，之后放置到空气中24h后测试正极对壳体电压的变化，结果见图2。
由图2可知，使用酒精浸泡极柱后，正极对壳体电压都呈下降趋势，说明电池表面由于电解液参与的副反应会影响正极和壳体电压；待电池表面的酒精干燥后放置
12h，正极对壳体电压有所上升，但仍低于原电压值。
2.3 电池拆解
表3为壳体腐蚀的电池，拆解时正负极对壳体电压的情况，正极对壳体电压均大于1V；壳体腐蚀样品A拆解情况，发现电芯表面外层隔膜有破损，电芯最外层负极片直接与壳体接触，导致正极与壳体电压增高，发生腐蚀；壳体腐蚀样品B拆解情况，发现极耳包胶不完整，负极耳与壳体接触，导致壳体与负极等电位，在充放电过程中或者存储过程中，锂离子通过电
解液可能会优先嵌入铝壳中，产生嵌锂的铝化合物进而发生腐蚀；腐蚀点铝壳内部呈灰色，主要成分是Li2O3和铝盐[2]。
3 结论
对影响铝壳体电位的因素进行分析，壳体表面残留的电解液，电芯外层隔膜破损，极耳包胶不完整均会影响壳体电位；为了避免腐蚀的发生，需要降低正极和壳体间电压，通过欧姆电阻导通正极和壳体，并避免负极和壳体的直接接触，对电芯外部增加绝缘保护膜，在铝壳内表面增加绝缘涂层，对极耳进行绝缘胶纸全覆盖，可有效避免电芯和壳体的接触，避免电池发生腐蚀。
参考文献：
[1]张娜，李杨.锂离子动力电池铝外壳的腐蚀[J].腐蚀与防护，2015（4）：351-365.
[2]张智贤，阴育新.铝壳锂离子电池壳体腐蚀的研究[J].天津科技，2016（5）：74-76.。