環境濕度對鋰電池高鎳正極材料的影響有哪些？

關于鎳基材料，顆粒表面會發生自發反應，Ni3+轉變為Ni2+，釋放O2-，當鎳含量高的材料（NMC622、NMC811、NCA等）暴露在空氣中時，更容易吸收空氣中的二氧化碳和水。

這樣在顆粒表面形成Li2CO3和LiOH層，材料中Ni比例高，PH值也越高，而Li2CO3和LiOH消耗了材料中的Li，又不具備電化學活性，因此會造成容量衰減，而且顆粒表面致密的Li2CO3層妨礙Li的擴散，影響電池性能。LiOH也會與PVDF和LiPF6反應，對電池工藝和性能出現不利影響。

材料與空氣的反應會在原材料保存、電極制備、極片存儲等整個過程進行，因此，關于高鎳材料，從原材料到整個電池加工過程都要嚴格的環境控制，特別是水分控制。倘若水分與材料已經發生了反應，通過常規的干燥過程根本無法再次去除水分的影響，電極漿料的制備、極片制造等環節都要在干燥環境內進行，一般地，高鎳正極電池的加工過程都要露點-30℃環境。

倘若高鎳正極材料顆粒表面吸收空氣中的水分，反應出現了LiOH，這就會對極片制造工藝過程出現嚴重的影響。在高鎳正極漿料制備過程中，PVDF溶解于NMP中，材料表面的堿性基團會攻擊相鄰的C-F、C-H鍵，PVDF很容易發生雙分子消去反應，會在分子鏈上形成一部分的碳碳雙鍵。

當PVDF內雙鍵増加時，其粘結力也會増加，這會導致漿料粘度増加，甚至漿料形成凝膠狀態。因此，高鎳正極漿料在制備和涂布過程，環境濕度對其影響巨大，倘若再工藝過程中吸水反應，特別容易造成漿料性質發生變化，導致極片制造過程出現品質不穩定，工藝一致性差等問題，形成凝膠漿料時，甚至涂布過程無法進行。

而且，當PVDF內雙鍵増加導致粘結力増加時，極片脆性増加特別容易發生斷裂，極片輥壓、分切等工藝收放卷過程中，極片斷裂造成工藝過程無法進行。倘若電池是方形卷繞工藝，在卷芯拐角處會造成極片斷裂或者掉料的情況。

LiOH會與Al箔發生反應，Al被腐蝕之后，機械強度降低，電池電化學性能和安全性都會受到影響，而且箔材被腐蝕表面性質變化，涂層剝離強度會降低，極片的機械性能和電性能都會受到影響。

此外，LiOH也會與LiPF6反應，消耗電解液中的Li離子，出現HF氣體，它可以使電池內部的金屬零件腐蝕，進而使電池最終漏液。而且HF破壞SEI膜，會與SEI膜緊要成分繼續發生反應。

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