鋰電池生產(chǎn)中，漿料混入鐵粉雜質(zhì)是常見隱形不良源，鐵粉會(huì)破壞電芯內(nèi)部體系，直接造成電池鼓包、內(nèi)部短路、循環(huán)跳水、自放電變大等一系列失效問(wèn)題。本文講解鐵粉雜質(zhì)危害機(jī)理、故障表現(xiàn)，以及漿料除鐵解決方案，幫助鋰電生產(chǎn)企業(yè)規(guī)避雜質(zhì)帶來(lái)的批量報(bào)廢損失。
鋰電池漿料是鋰電池極片制造的核心，正極、負(fù)極漿料對(duì)金屬磁性雜質(zhì)管控極其嚴(yán)苛。很多鋰電工廠遇到電芯批量鼓包、微短路、循環(huán)壽命快速衰減，排查設(shè)備、配方、工藝都找不到根源，才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題來(lái)自漿料內(nèi)部混入的鐵粉雜質(zhì)。
1、鐵粉雜質(zhì)如何造成電池鼓包
電池漿料里的細(xì)微鐵粉，在電芯化成充放電過(guò)程中，會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，和電解液發(fā)生副反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程持續(xù)產(chǎn)生大量氣體，氣體封閉在密封電芯內(nèi)部無(wú)法排出，隨著循環(huán)次數(shù)增加，氣體不斷累積，外殼受到內(nèi)部氣壓擠壓，就出現(xiàn)肉眼可見的電池鼓包。輕微鼓包影響裝配，嚴(yán)重鼓包直接電芯報(bào)廢，還存在安全隱患。
2、鐵粉造成內(nèi)部短路、微短路原理
鐵粉屬于導(dǎo)電磁性金屬顆粒。漿料涂布到極片后，鐵粉留在極片涂層上。在電池充放電時(shí)，鐵粉會(huì)溶解析出金屬鋰枝晶，枝晶持續(xù)生長(zhǎng)，會(huì)穿透隔膜，直接連通正極與負(fù)極，造成微短路甚至硬短路。微短路不會(huì)立刻起火爆炸，但電池會(huì)持續(xù)漏電；嚴(yán)重短路瞬間大電流，帶來(lái)熱失控風(fēng)險(xiǎn)。很多工廠出現(xiàn)電芯靜置自放電大、電壓掉得快，大多就是鐵粉帶來(lái)的微短路。
3、鐵粉導(dǎo)致電池性能持續(xù)衰減
①金屬鐵離子溶解在電解液中，會(huì)在正負(fù)極來(lái)回遷移，不斷破壞 SEI 膜，SEI 膜反復(fù)生成會(huì)消耗電解液與活性鋰，造成電池容量快速跳水；②雜質(zhì)持續(xù)副反應(yīng)增大電芯內(nèi)阻，充放電發(fā)熱加劇，循環(huán)壽命快速下降；③電池倍率、一致性變差，同批次電池差異拉大，PACK 整組使用時(shí)短板效應(yīng)明顯。
4、鐵粉從哪里進(jìn)入電池漿料？
1. 攪拌釜、輸送管道、螺桿泵磨損脫落鐵屑；2. 原材料粉體（正極材料、導(dǎo)電劑、溶劑）自帶鐵粉雜質(zhì)；3. 設(shè)備配件磨損、螺絲碎屑、環(huán)境帶入鐵質(zhì)顆粒。
5、解決思路
鋰電池漿料必須配置高性能除鐵器，在漿料輸送環(huán)節(jié)過(guò)濾去除微細(xì)鐵粉、鐵屑雜質(zhì)，從源頭攔截金屬雜質(zhì)，降低鼓包、短路不良率，提升電芯良率。
