在鋰離子電池的制造過(guò)程中，有很多東西是必須嚴格控制的，一是粉塵，二是金屬顆粒，三是水分。

水分對鋰離子電池影響巨大，主要會(huì )造成以下不良后果：

1、 電解液變質(zhì)，使電池鉚釘生銹

我們公司電池的所用的電解液，是不能在水分過(guò)高的環(huán)境下使用的。電池注液的時(shí)候，必須要在小于1%濕度的環(huán)境下，并且注液后趕快封口，阻止電池內部和空氣接觸。如果水分過(guò)高，電解液和水分反應，生成微量有害氣體，對注液房環(huán)境有不良影響；這也會(huì )影響電解液本身的質(zhì)量，使得電池性能不良；還會(huì )使電池鉚釘生銹。

2、 電池內部壓力過(guò)大

水分會(huì )和電解液中的一種成分反應，生成有害氣體。當水分足夠多時(shí)，電池內部的壓力就變大，從而引起電池受力變形。如果是手機電池，就表現為鼓殼；如果是我們的26650電池，就表現為高度超標。如果是我們的32xxx電池，那防爆閥就會(huì )開(kāi)裂，電池也就報廢了。當內部壓力再高的時(shí)候，電池就有危險了，爆裂使得電解液噴濺，電池碎片也容易傷人。 關(guān)于電池的水分含量，可以用深圳冠亞生產(chǎn)的SFY-20A電池材料水分測定儀來(lái)，來(lái)快速測定電池材料的水分，杜絕樣品的不良。

3、 高內阻(High ACR)

電池在使用的時(shí)候，內阻小，就能進(jìn)行大電流放電，電池的功率也就很高；如果內阻大，就不能進(jìn)行大電流放電，電池的功率也就比較低。就比如手機電池，快沒(méi)電的時(shí)候，可以收發(fā)短信，但不能打，一打就關(guān)機。這是因為打的時(shí)候，需要的功率大于收發(fā)短信所需。

4、 高自放電(HSD)

自放電，是指電池在不使用的情況下，電量也會(huì )損耗。當這個(gè)損耗在規定的情況下超過(guò)一定量之后，這只電池就被認為是高自放電，成為B品或報廢電池。

HSD很?chē)乐氐臅r(shí)候，充滿(mǎn)電的電池，過(guò)不了多久，電量就會(huì )損耗殆盡，甚至使的電池的電壓變?yōu)?V。

而公司生產(chǎn)的鋰離子電池，任何情況下電壓是不能低于2.0V的，如果電壓低于2.0V，電池就會(huì )出現不可逆轉的化學(xué)反應，就失去了循環(huán)充放電的能力，電池也就報廢了。

對于客戶(hù)（使用者）而言，自放電所引起的結果就是，手機今天充電，明天就沒(méi)電，電動(dòng)車(chē)今天騎來(lái)公司的時(shí)候，還是滿(mǎn)電的，下班的時(shí)候，就已經(jīng)沒(méi)有電了，汽車(chē)停在停車(chē)場(chǎng)半個(gè)月，重新啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有電了。這些，都是自放電電池在客戶(hù)端的表現，它會(huì )讓電池失去使用功能，而導致客戶(hù)非常不滿(mǎn)。

對于我們自己而言，高自放電的電池多了，我們的合格率就低了，如果有5%的電池高自放電，當我們產(chǎn)量達到40000只/天的時(shí)候，就意味著(zhù)每天有2000只電池需要報廢，意味著(zhù)14萬(wàn)塊錢(qián)要報廢，一年將有168萬(wàn)塊報廢，如果用來(lái)買(mǎi)汽車(chē)，意味著(zhù)報廢了10輛中檔轎車(chē)，如果買(mǎi)房子，在常州新北區應該可以買(mǎi)兩三套了。

5、 低容量

電池內部水分過(guò)高，損耗了電解液的有效成分，也損耗了鋰離子，使得鋰離子在電池負極片發(fā)生不可逆轉的化學(xué)反應。消耗了鋰離子，電池的能量就減少了。

用26650電池給電鉆供電，充滿(mǎn)電后本來(lái)可以使用1小時(shí)，因為電池內部有水分，就只能使用50分鐘了；用將來(lái)的汽車(chē)用32xxx電池來(lái)供電，充滿(mǎn)電后本來(lái)可以行駛 150公里，結果只能行駛130公里，如果偏偏前不著(zhù)村后不挨店，沒(méi)法充電的話(huà)，還得找個(gè)拖車(chē)來(lái)拖汽車(chē)。

6、 低循環(huán)壽命

我們公司的電池，是鋰離子電池家族中，壽命zui長(cháng)的，26650可以充放電循環(huán)3000次。如果水分超標，情況就不會(huì )這么樂(lè )觀(guān)了。

26650裝進(jìn)電動(dòng)工具，承諾給客戶(hù)說(shuō)可以使用5年，結果4年就充不進(jìn)電、干不了活了，客戶(hù)會(huì )答應嗎，還會(huì )買(mǎi)我們的電池嗎？

32xxx裝進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)，承諾可以使用10年，結果8年9年的時(shí)候，開(kāi)不了幾公里就沒(méi)電了。如果我們自己就是用戶(hù)，我們會(huì )答應嗎？

7、 電池漏液

當電池內部的水分多的時(shí)候，電池內部的電解液和水反應，其產(chǎn)物將是氣體和氫氟酸，氫氟酸是一中腐蝕性很強的酸，它可以使電池內部的金屬零件腐蝕，進(jìn)而使電池zui終漏液。

如果電池漏液，電池的性能將急速下降，而且電解液還會(huì )對使用者的機器進(jìn)行腐蝕，終而引起更加危險的失效。

水分的來(lái)源

車(chē)間中的水分來(lái)源

的來(lái)源多種多樣，一般來(lái)自于以下幾個(gè)方面：空氣中的水分、人體出汗產(chǎn)生的水分、人體呼吸產(chǎn)生的水分；雨天，衣服淋濕之后，沒(méi)有*干燥就進(jìn)入車(chē)間；洗手后，手沒(méi)有烘干就進(jìn)入車(chē)間。水分還來(lái)自紙箱等包裝物，這些包裝物的含水量很高，也是水分的來(lái)源之一，對于我們所使用的原材料，輔料，他們也是帶有不同含量的水分的，譬如紙巾，譬如隔膜紙，譬如極片，他們都是吸水性非常強的物質(zhì)，一旦水分被吸進(jìn)去，就要花能量去把它除掉。

空氣中的水分，一般用相對濕度來(lái)衡量。在不同溫度和天氣，有很大的差別，在夏天的雨天可以達到90%，冬天的雪天則30%左右，在夏天的晴天50%左右，冬天的晴天則20%左右。人呼吸的時(shí)候，距離鼻孔2厘米，濕度則達到85%。

空氣中水的重量，可以參見(jiàn)下表：

21℃時(shí)濕度 水分含量/ppm 水的重量g/m3

1% 245 0.3

2% 512 0.6

10% 2461 3.1

15% 3697 4.6

20% 4935 6.2

25% 6176 7.7

30% 7421 9.3

49% 12120 15.2

82% 20370 25.5

電池中的水分來(lái)源

車(chē)間中的水分控制，zui終還是要用于控制電池中的水分。對于電池中的水分，它的來(lái)源就主要是來(lái)之于材料，當然也涉及環(huán)境。

正極片

我們的正極片使用的是納米材料，這種納米材料具有很強的吸水性，很容易周?chē)目諝庵形账帧?

負極片

負極片比正極片來(lái)說(shuō)，吸水性相對低一點(diǎn)，當然，在沒(méi)有控制濕度的環(huán)境下，其從環(huán)境空氣中吸水數量也是相當可觀(guān)的。

隔膜紙

隔膜紙也是一種多孔性的塑料薄膜，其吸水性也是很大的。

電解液

電解液是一種非常怕水的物質(zhì)，它也非常容易吸水，他會(huì )和水進(jìn)行化學(xué)反應，直至所有的電解液物質(zhì)反映完成，也就是說(shuō)，他喝水的能力是永無(wú)止境，直至自己死掉。

其他金屬零件

雖然金屬零件本身對水分的吸收有限，但是，金屬零件對水分卻很怕，因為水分的存在會(huì )使其生銹或者腐蝕。

材料中的水分含量是電池中水分的主要來(lái)源，當然，環(huán)境濕度越大，電池材料越容易吸收水分。電池原材料的水分控制也是很重要的，建議可以用深圳冠亞的電池材料水分檢測儀，來(lái)快速測定樣品的水分含量。該儀器全自動(dòng)操作模式，簡(jiǎn)單快速，是電池測水的好幫手。 

在30%組裝車(chē)間

在這個(gè)車(chē)間，是電池材來(lái)吸水的主要場(chǎng)所，所有的重要原材料，正極片，負極片，隔膜紙，電池零件都暴露在這個(gè)車(chē)間一段時(shí)間，所以，他是電池材料吸水的主要場(chǎng)所，而且，停留時(shí)間越長(cháng)，吸的水分就越多，因此，在這個(gè)車(chē)間，我們應該保證產(chǎn)品呆在這個(gè)車(chē)間的時(shí)間越短越好。

在30%激光焊車(chē)間

激光焊車(chē)間也是30%的濕度，因為電池在這個(gè)階段還沒(méi)有封口，所以也需要控制電池在這個(gè)車(chē)間等待的時(shí)間，保證電池的水分含量足夠小。

在車(chē)間走廊(約30～90%，隨天氣而變)

車(chē)間走廊是沒(méi)有控制濕度的，如果電池等待在這個(gè)區域，那么它的吸水性將是zui大的，所以，要100%避免未封口的電池和材料暴露在這個(gè)區域。下圖是一卷點(diǎn)焊了極耳的正極片，*干燥后，在(50～70)%的環(huán)境下的吸水圖：

由圖可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)一天，吸水量達到極片本身的0.3%，經(jīng)過(guò)兩天，水分達到0.5%，經(jīng)過(guò)五天，水分達到0.7%；換算成32113電池的話(huà)，則1只電池1天吸20滴水。因此電池轉移經(jīng)過(guò)車(chē)間走廊時(shí)，一定要迅速穩健。

在30%烘烤房

這個(gè)車(chē)間，是非常重要的，之所以說(shuō)重要是，因為電池吸收到的所有水分，都必須通過(guò)這個(gè)工序烘烤出來(lái)。如果烘烤不出來(lái)，那么，前面所有提到的問(wèn)題都會(huì )在我們的產(chǎn)品表現出來(lái)。烘烤后的電池必須在zui短的時(shí)間內轉進(jìn)注液房，否則，電池將會(huì )吸水很?chē)乐?。下面是烘干后的電池在烘烤房陳放時(shí)的吸水曲線(xiàn)：

這個(gè)圖說(shuō)明，烘烤后的電池，在30%的房間，僅僅由一個(gè)小小的注液孔透氣，就會(huì )在15分鐘吸水達到電池本身重量的0.003%，也就是0.006g，幾乎是五分之一滴水。然后需要在過(guò)渡烘箱加烘至少4小時(shí)，才能再次烘干這15分鐘的吸水量。

在1%注液房

這個(gè)房間，是濕度應該zui嚴格控制的房間，濕度應該控制在1%以下，溫度控制在23C以下。如果達不到這個(gè)要求，前面所有的控制都會(huì )失敗，電池會(huì )重新吸收水分，電解液在注液過(guò)程中也會(huì )吸收水分。如果這里控制不好，前功盡棄。下圖是烘干的32113電池，放在注液房的吸水曲線(xiàn)圖。僅僅由一個(gè)小小的注液孔透氣，就會(huì )在16個(gè)小時(shí)后，吸水達到電池本身重量的0.01%，也就是0.02g，幾乎是1滴水的一半。

因此電池轉進(jìn)注液房以后，我們要用膠帶暫時(shí)封住注液孔，當注液的時(shí)候才能拿開(kāi)，一次注液后陳化時(shí)，又要用膠帶封住注液孔。

等待注液的電池，還要存在真空箱內，抽真空以阻止空氣中的水分。

在這個(gè)1%的注液房，需要一個(gè)功率很大的除濕機來(lái)輸送干空氣。假如帶1滴水(1滴水約為0.05g)進(jìn)入注液房，就需要耗費5度電才能除掉這1滴水。

在能源緊缺的今天，這是一個(gè)巨大的浪費。雖然電費由公司來(lái)出，但發(fā)電站在我們國家，用煤發(fā)電又會(huì )向空氣中排放很多污染，損害的依舊是我們自己。

所以在雨天，淋濕的衣服一定要干燥后才能進(jìn)入車(chē)間；

洗手后一定用干手機烘干手上的水珠；

進(jìn)入26650裝配車(chē)間時(shí)，一定要經(jīng)過(guò)風(fēng)淋系統。

這一點(diǎn)一滴，保護的不僅僅是公司的利益，更是我們家園的環(huán)境。

固體電解質(zhì)界面(Solid-ElectrolyteInterface，簡(jiǎn)稱(chēng)SEI)膜是一層選擇性透過(guò)膜，能使Li+自由透過(guò)，而電解液分子不能透過(guò)。電解液的組成和痕量的添加劑對SEI膜形成的電位、致密程度、電池不可逆容量損失、電池內阻等有顯著(zhù)的影響。水作為電解液中一種痕量組分，對鋰離子電池SEI膜的形成和電池性能有一定的影響。主要表現為電池容量變小，放電時(shí)間變短，內阻增大，循環(huán)容量衰減，電池膨脹等現象，因此，在鋰離子電池的制作過(guò)程中，必須嚴格控制環(huán)境的濕度和正負極材料、電解液的含水量。

水分對放電容量的影響：

電池放電容量隨電池中水分的增加而減小。在鋰源恒定的條件下，電池放電容量的變化主要由2個(gè)主要因素制約。

1、SEI膜的形成消耗部分Li十，造成不可逆容量損失，單電子還原過(guò)程生成的烷基碳酸鋰還可以與電解液中的痕量水發(fā)生反應，2ROC02Li+H2O→LieC03+C02+2ROH，當生成C02后，在低電位下的負極表面，有新的化學(xué)反應發(fā)生2C02+2Li++2e→LieC03+CO。

2、SEI膜形成以后，在仍然有H2O存在的條件下，H2O會(huì )促使電解液中LiPF6的分解，使電池放電時(shí)間縮短，LiPF6→LiF+PFs，PFs+H2O→POF3+2HF。

水分對鋰電池內阻的影響：

隨著(zhù)電池水分的增加，內阻呈上升的趨勢。產(chǎn)生電池內阻差異的主要因素有如下2個(gè)方面。

1、SEI膜的差異導致電池內阻的差異。在電解液溶劑體系中，痕量的水能夠形成以L(fǎng)i2CO3為主、穩定性好、均勻致密的SEI膜，其內阻較小。

2、水分含量多于體系形成SEI膜的所需含量時(shí)，在SEI膜表面生成POF3和LiF沉淀，導致電池內阻增加。

水分對電池循環(huán)容量衰減的影響：

電池容量衰減隨水分含量增加而逐漸減小。這與SEI膜的致密程度和均勻性有關(guān)。當SEI膜均勻致密時(shí)，電解液溶劑不易嵌人到負極中，占據Li十嵌人空位，因此容量衰減很少。與此相反，當SEI膜的局部不致密、不均勻時(shí)，Li十嵌人空位被電解液溶劑占據相對較容易。LieC03是形成均勻致密SEI膜zui主要的組分，電解液溶劑體系中，當水分含量過(guò)量時(shí)，會(huì )導致SEI膜的局部不致密、不均勻，因此容量衰減增加。

電池會(huì )膨脹主要是因為SEI膜生成后水的存在使LiPF6分解生成HF氣體。

目前的除水措施

消除環(huán)境水分：我們建立干燥車(chē)間。用干燥機生成干燥空氣，不斷的輸進(jìn)干燥車(chē)間，置換車(chē)間內的濕空氣。

消除電池內部的水分：用真空烘烤來(lái)除水；烘烤結束后，首先要測試電池是否烘烤合格，這個(gè)測試儀器花了15萬(wàn)塊錢(qián)。把電池在水分zui低的注液房 （濕度＜1%）用zui短的時(shí)間內完注液，陳化，封口，阻止電池和空氣中的水分接觸；在沒(méi)封口之前，還要用膠帶封進(jìn)注液孔。

人體水分的控制：這項措施，我們每天都在進(jìn)行著(zhù)，戴口罩，穿防靜電服。這種保護是雙向的，保護了電池，也保護了我們不被灰塵侵擾。

在洗手間，我們都配備了自動(dòng)干手機，洗完手之后，吹干再回車(chē)間。

用濕布擦拭設備及清洗工作環(huán)境，這種方式，我們平常在普遍使用，當然，對于我們工廠(chǎng)而言，這種方式就不允許了，因為我們的產(chǎn)品怕水。所以，用濕布來(lái)除塵，當然就有可能把整個(gè)干燥間的濕度水平降低下來(lái)了，因而引起產(chǎn)品的不良。雖然DMC和酒精等同樣可以用于清洗，但是DMC易于腐蝕塑料表面，而酒精也是我們產(chǎn)品所不能接觸的東西，因此，在30%干燥間，DMC可以用于擦拭金屬的零件，卻不能用于擦拭塑料的零件，塑料零件可以用防靜電液進(jìn)行擦拭。但是，在1%的注液間中，就只能用純DMC了。