Le besoin en humidité pendant le processus de production des batteries lithium-ion est très élevé, principalement parce qu'une humidité incontrôlée ou excessive peut avoir des effets néfastes sur l'électrolyte. L'électrolyte, composé de sels de lithium et de solvants organiques, sert de moyen de transport des ions au sein de la batterie et assure les avantages de haute tension et de haute densité d'énergie pour les batteries lithium-ion. Une humidité excessive peut entraîner des impacts négatifs :

1. Dégradation de l'électrolyte :

L' électrolyte , composé de sels de lithium et de solvants organiques, facilite le transport des ions au sein de la batterie. Il est crucial pour les avantages haute tension et haute énergie des batteries lithium-ion. Pendant le processus de remplissage de l'électrolyte de la batterie, il est nécessaire de travailler dans un environnement avec une humidité inférieure à 1 %. Après le remplissage, la batterie doit être scellée rapidement pour éviter tout contact avec l'air. Si la teneur en humidité est trop élevée, l'électrolyte réagit avec l'eau et génère des traces de gaz nocifs, affectant négativement l'environnement de remplissage. Cela peut également affecter la qualité de l'électrolyte lui-même, entraînant une mauvaise performance de la batterie.

2. Réduction de la capacité de la batterie :

La capacité de décharge initiale de la batterie diminue avec une augmentation de la teneur en humidité. Une humidité excessive peut endommager les composants efficaces de l'électrolyte et épuiser les ions lithium, provoquant des réactions chimiques irréversibles au niveau de l'électrode négative. L'épuisement des ions lithium entraîne une diminution de l'énergie de la batterie.

3. Augmentation de la résistance interne :

L'augmentation de l'humidité dans la batterie entraîne une augmentation de la résistance interne. Une batterie à faible résistance interne permet une décharge à courant élevé et fournit ainsi une puissance de sortie élevée. Inversement, une résistance interne élevée empêche une décharge de courant élevée, entraînant une puissance de sortie inférieure. Une humidité excessive peut également affecter la qualité du film d'interface d'électrolyte solide (SEI) dans les batteries au lithium.

4. Pression interne excessive dans la batterie

L'exposition à l'humidité peut réagir avec le LiPF6 dans l'électrolyte, entraînant la production de gaz nocifs. Lorsqu'il y a trop d'humidité, la pression interne de la batterie augmente, provoquant sa déformation. Dans le cas d'une batterie de téléphone portable, cela peut se manifester par un gonflement du boîtier. Si la pression interne continue d'augmenter, la batterie devient dangereuse et peut potentiellement exploser, provoquant des éclaboussures d'électrolyte et un risque de blessure par des fragments de batterie.

5.  Fuite de la batterie

La réaction entre LiPF6 dans l'électrolyte et l'humidité génère non seulement des gaz, mais produit également de l'acide fluorhydrique, qui est hautement corrosif. Cet acide peut corroder les composants métalliques à l'intérieur de la batterie, entraînant une éventuelle fuite. Si la batterie fuit, ses performances déclinent rapidement et l'électrolyte peut également corroder l'appareil de l'utilisateur.

Les matériaux d'électrolyte et d'électrode de la batterie sont sensibles à l'eau. Pour assurer la qualité de la batterie, il est nécessaire de contrôler strictement le taux d'humidité dans l'atelier et la boîte à gants , en particulier lors des processus critiques tels que la cuisson des cellules, l'injection d'électrolyte et le scellement, qui doivent être effectués dans un environnement avec moins de 1% d'humidité pour empêcher l'humidité de pénétrer dans l'électrolyte. La fluctuation de l'humidité peut être reflétée par des changements dans la température du point de rosée. Généralement, la température du point de rosée doit être contrôlée en dessous de -45 ° C, voire plus sèche si possible.

Utiliser la température du point de rosée pour indiquer la concentration de vapeur d'eau à ce niveau, car les valeurs d'humidité relative correspondantes sont inférieures à 1 %. La plupart des instruments utilisés pour mesurer l'humidité relative n'ont pas la résolution et la précision requises pour des mesures significatives à ce niveau, même s'ils sont capables de convertir les valeurs affichées et sorties en températures de point de rosée. Par exemple, à une température de point de rosée de -50 ° C, l'augmentation de la température de 5 ° C atteint -45 ° C.