水分对锂电池的影响以及控制
水分的影响
固体电解质界面(Solid-ElectrolyteInterface，简称 SEI)膜是一层选择性
透过膜，能使 Li+自由透过，而电解液分子不能透过。电解液的组成和痕量的添
加剂对 SEI 膜形成的电位、致密程度、电池不可逆容量损失、电池内阻等有显著
的影响。水作为电解液中一种痕量组分，对锂离子电池 SEI 膜的形成和电池性能
有一定的影响。主要表现为电池容量变小，放电时间变短，内阻增大，循环容量
衰减，电池膨胀等现象，因此，在锂离子电池的制作过程中，必须严格控制环境
的湿度和正负极材料、电解液的含水量。
水分对放电容量的影响
电池首次放电容量随电池中水分的增加而减小。在锂源恒定的条件下，电池
首次放电容量的变化主要由2个主要因素制约。
1、SEI 膜的形成消耗部分 Li 十，造成不可逆容量损失，单电子还原过程生
成 的 烷 基 碳 酸 锂 还 可 以 与 电 解 液 中 的 痕 量 水 发 生 反 应 ，
2ROC02Li+H2O→LieC03+C02+2ROH，当生成 C02后，在低电位下的负极表面，有
新的化学反应发生2C02+2Li++2e→LieC03+CO。
2、SEI 膜形成以后，在仍然有 H2O 存在的条件下，H2O 会促使电解液中 LiPF6
的分解，使电池放电时间缩短，LiPF6→LiF+PFs，PFs+H2O→POF3+2HF。
水分对锂电池内阻的影响
随着电池水分的增加，内阻呈上升的趋势。产生电池内阻差异的主要因素有
如下2个方面。
1、SEI 膜的差异导致电池内阻的差异。在电解液溶剂体系中，痕量的水能
够形成以 Li2CO3为主、稳定性好、均匀致密的 SEI 膜，其内阻较小。
2、水分含量多于体系形成 SEI 膜的所需含量时，在 SEI 膜表面生成 POF3和
LiF 沉淀，导致电池内阻增加。
水分对电池循环容量衰减的影响
电池容量衰减随水分含量增加而逐渐减小。这与 SEI 膜的致密程度和均匀性
有关。当 SEI 膜均匀致密时，电解液溶剂不易嵌人到负极中，占据 Li 十嵌人空
位，因此容量衰减很少。与此相反，当 SEI 膜的局部不致密、不均匀时，Li 十
嵌人空位被电解液溶剂占据相对较容易。LieC03是形成均匀致密 SEI 膜最主要的
组分，电解液溶剂体系中，当水分含量过量时，会导致 SEI 膜的局部不致密、不
均匀，因此容量衰减增加。
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