1.水分含量對電池充放電容量影響

在電池中水分小于0.015%時，電池首次放電容量符合國標且變化較??；在電池水分在0.015%～0.04%范圍內(nèi)時，電池首次放電容量隨電池中水分的增加而減小。當(dāng)電池中水分含量小于0.015%時，以下反應(yīng)占主導(dǎo)。

單電子還原過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(yīng)，生成碳酸鋰。

2ROCO2Li+H2O→Li2CO3+CO2+2ROH

當(dāng)生成CO2后,在低電位下的負極表面，有新的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生：

2CO2+2Li++2e→Li2CO3+CO

由此可見,適量水分有助于形成以Li2CO3為主、穩(wěn)定性好、均勻致密的SEI膜。當(dāng)SEI膜完全覆蓋負極以后，不可逆反應(yīng)立即停止。

當(dāng)水分含量在0.0150%～0.04%范圍內(nèi)時，鋰離子消耗量增多，電池充放電容量減少，對其有負面影響。

2.對電池內(nèi)阻的影響

電池的內(nèi)阻是電池最為重要的特性參數(shù)之一，是表征電池循環(huán)壽命和運行狀態(tài)的重要參數(shù)，是衡量離子和電子在電池內(nèi)傳輸難易程度的主要標志。內(nèi)阻大小主要受電池材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。內(nèi)阻越小，電池放電時所占用的電壓越小，輸出的能量越多。對于長期存儲的電池來說，內(nèi)阻會隨著存儲時間的增加而升高，內(nèi)阻超過一定值時會對電池的性能造成很大的影響。由于水分含量對鋰電池中SEI膜的質(zhì)量有影響，簡介影響到了電池的內(nèi)阻。

在EC/DMC/EMC電解液溶劑體系中,痕量的水能夠形成以Li2CO3為主、穩(wěn)定性好、均勻致密的SEI膜，其內(nèi)阻較小。當(dāng)水分含量多于體系形成SEI膜的所需含量時,在SEI膜表面生成POF3和LiF沉淀,導(dǎo)致電池內(nèi)阻增加。如圖2所示：

水分含量對電池內(nèi)阻的影響

3.對電池容量衰減的影響

水分含量影響到電池SEI膜的性質(zhì)，如均勻性和致密程度等，當(dāng)SEI膜均勻致密時,電解液溶劑不易嵌入到負極中，占據(jù)Li+嵌入空位,因此容量衰減很少。與此相反，當(dāng)SEI膜的局部不致密、不均勻時，Li+嵌入空位被電解液溶劑占據(jù)相對較容易。Li2CO3是形成均勻致密SEI膜最主要的組分，EC/DMC/EMC電解液溶劑體系中，適量的水能促進以Li2CO3為主的SEI膜的形成，當(dāng)水分含量足夠或者過量時，形成的SEI膜就越致密、均勻，溶劑嵌碳負極的概率就越小。這就是水分在0.015%～0.04%范圍內(nèi)時,電池容量衰減隨水分含量增加而逐漸減小的原因。當(dāng)水分小于0.015%時，在負極表面形成了較致密的SEI膜,使溶劑嵌入維持在平衡狀態(tài)。因此，電池容量衰減維持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖3.水分含量對電池容量衰減率的影響

4.對電池厚度的影響

.水分含量對電池厚度的影響

由圖可以看出，隨著水分含量的增加，電池的厚度也在變大。當(dāng)水分含量這是由于在SEI膜形成過程中會產(chǎn)生CO2、CO等氣體。并且當(dāng)水分過量時，多余的水會繼續(xù)與LiPF6反應(yīng)產(chǎn)生HF氣體。電池內(nèi)部產(chǎn)氣量關(guān)系著電池的安全性，為避免電池出現(xiàn)嚴重的脹氣問題，要嚴格控制電池內(nèi)部的水分。