为什么有些锂电池正极涂陶瓷边?

汽车   2025-01-23 15:19   北京  

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有些锂离子电池在正极涂布过程中,会在料区边缘涂大约3-5mm宽度的陶瓷边,陶瓷一般为氧化铝或者勃姆石等材质。那么为什么要在正极边缘涂这么一层陶瓷边呢?
锂电池正极涂陶瓷边的作用:
1.提高正极极片稳定性:
陶瓷边可以增强正极材料的结构稳定性,有效降低正极极片边缘脱落和损坏的风险。同时陶瓷边具有较高的热稳定性和抗腐蚀性,可以有效防止电池正极材料从边缘开始的退化和溶解。
2.降低毛刺短路风险:
涂陶瓷边可以减少模切铝箔时产生的毛刺和溶珠,从而降低毛刺导致的短路风险。
此外,电芯入壳时候极耳弯折容易和极片边缘接触,也容易引发短路。而涂了陶瓷边后会降低这种风险。
3.绝缘作用:
边缘陶瓷是涂在极耳一侧的,若隔膜包覆不好或者正负极片的对齐度不好,就有可能导致负极极耳可能会和正极极片接触,或正极极耳和负极极片接触,有了陶瓷边起可以起到绝缘作用。
电池内短路的4种模式:
通常认为铝箔-负极短路是最危险的,因为这种短路电阻不大不小,当短路电阻和电池内阻接近时,短路点发热功率最大;并且负极SEI膜分解温度较低,是电池热失控链式反应的起点。
P=UI=I²R(P为功率,U为电压,I为电流,R为电阻),闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)(E为电源电动势,R为外电阻,r为内电阻),所以可得输出功率P=E²*R/(R+r)²,分离系数整理得E²/[R+(r²/R)+2r]很明显要使P最大即使式中分母最小也就是R+(r²/R)最小,显然此函数的最小值为2r,此时R=r。
而涂陶瓷边可以在一定程度上避免这个问题。

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