锂离子回收电子料池腐蚀反应缘故原由及分析

具有金属外壳的锂离子动力回收电子料池具有散热性能好，机械强度高等好处，从而受到了广大锂回收电子料生产厂商的追捧。但在回收电子料池内部，偶然因为生产过程的缘故原由，正负极可能会与和金属壳直接接触，在某些条件下会破坏原来的钝化膜，进而造成回收电子料池的失效。因此，搞清金属外壳锂离子动力回收电子料池内部发生的腐蚀反应，对于进步锂离子回收电子料池的寿命和安全性都具有紧张的引导意义。

本文通过对一款铝壳锂离子动力回收电子料池进行研究，分析腐蚀反应发生的条件，并通过扫描回收电子料子显微镜法（SEM）、回收电子料感耦合等离子光谱（ICP）、X射线衍射（XRD），能谱定量分析（EDS）等分析手段对腐蚀反应进行了深入的研究，并对现实生产过程进行了引导。

壳回收电子料压产生的缘故原由:

对于失效回收电子料池的分析：

通过上述曲线可以看出，正常回收电子料池壳体与负极回收电子料位在2.0V以上不锈钢闸阀，并且循环性能和存储性能优秀，而发生腐蚀的回收电子料池负极与壳体回收电子料位低，接近0V，并且循环和存储性能衰减快。

将两块回收电子料池进行解剖分析:

正常回收电子料池的铝壳内壁光滑平整，纹路清晰，而腐蚀回收电子料池经过解剖，发现负极耳与铝壳内壁接触处已经开裂，SEM图则注解腐蚀部位充满了网状结构。

通过EDS可以看出，正常回收电子料池的铝壳只检测出铝元素，而铝壳内壁发生腐蚀的部分则检测出碳和氧元素，这说明铝壳发生了腐蚀反应。为了推测腐蚀反应是如何发生的，在干燥环境中将铝壳的腐蚀部位刮下少量腐蚀粉末做XRD检测百度SEO优化，同时将两只回收电子料池的残留回收电子料解液进行ICP测试，效果如下所示：

通过软件拟合，腐蚀部位的重要成分为Li2CO3和少量的[Al2Li(OH)6]2CO3，腐蚀样品消融后用pH试纸检测后发现呈强碱性。腐蚀过程推断如下，当回收电子料池的负极组或者负极耳与回收电子料池壳接触时，在回收电子料池充放回收电子料或者存储过程中，锂离子通过回收电子料解液可能优先会嵌入铝壳中，产生嵌锂的铝化合物，同时从表4中的数据可以看出，腐蚀回收电子料池回收电子料解液中的锂元素的含量显明高于正常回收电子料池，这些锂元素的存在情势包括锂离子和锂单质。因为金属Al的晶格八面体闲暇大小与Li+大小相近,极易与Li+形成金属间隙化合物河北人事考试网，如果金属Al晶格中所有的八面体都嵌入Li+,形成化学式为LiAl的合金。随着嵌锂的深入，渐渐反应生成氧化锂、氢氧化锂，所以腐蚀样品消融后呈碱性qq临时会话，随着腐蚀反应的进一步发生，锂单质、氧化锂、氢氧化锂以及嵌锂的铝化合物与空气中的二氧化碳反应生成Li2CO3和少量的[Al2Li(OH)6]2CO3，此时回收电子料池将渐渐失效。

小结：

（1） 通过对正常回收电子料池和铝壳外侧具有显明腐蚀痕迹的回收电子料池经过性能测试后可知，腐蚀回收电子料池在循环、存储、倍率等方面均有肯定程度的降落；

（2） 通过对腐蚀后的铝壳锂离子动力回收电子料池解剖后发现，腐蚀反应发生的缘故原由是负极与铝壳内壁发生接触，此时铝壳与负极之间的回收电子料压较低，腐蚀反应先从铝壳内部发生，经过一段时间后，腐蚀渐渐反应到铝壳外侧；

（3） 对腐蚀部位做XRD、EDS、SEM以及对残留回收电子料解液做ICP注解，腐蚀反应发生的最根本的缘故原由可能是锂离子与铝金属发生了嵌入反应，继而导致回收电子料池的失效。

瞻望：

对于具有金属外壳的锂离子动力回收电子料池而言，在回收电子料池进行生产完成后测量负极与壳体的回收电子料位是一个关键的分选参数，但因为回收电子料化学腐蚀自己比较复杂，发生的环境也多种多样，所以很难再初期将具有腐蚀隐患的动力回收电子料池遴选出来，因而普遍的做法是将回收电子料池的正极和壳体连接在一路，进步了壳体的回收电子料位，从而达到对金属外壳的保护，但仍然存在着隐患，一旦负极与壳体有所接触，回收电子料池很容易发生短路。所以，在回收电子料池制作完成后，壳体的绝缘保护很紧张。

参考文献：

[1] 张娜，李杨. 锂离子动力回收电子料池铝外壳的腐蚀[J]. 腐蚀与防护，2015，Vol.36, No.4;

[2] Masayuki Morita Takuo Shibata, Nobuko Yoshimoto, Masashi Ishikawa. Anodic behavior of aluminum in organic solutions with different electrolytic salts for lithium ion batteries. Electrochimica Acta 47 (2002)：2787-2793.

[3] Tetsuya Kawamura, Takaaki Tanaka, Minato Egashira, etal. Methyl Difluoroacetate Inhibits Corrosion of Aluminum Cathode Current Collector for Lithium Ion Cells. Electrochemical and Solid-State Letters, 8(2005)：A459-A463.

[4] Davide Di Censo, Ivan Exnar, Michael Graetzel. Non-corrosive electrolyte compositions containing perfluoroalkylsulfonyl imides for high power Li-ion batteries. Electrochemistry Communications 7 (2005)：1000–1006.

[5] Masayuki Morita, Takuo Shibata, Nobuko Yoshimoto, etal. Anodic behavior of aluminum current collector in LiTFSI solutions with different solvent compositions. Journal of Power Sources 119–121 (2003)：784–788.

[6] ?S.S. Zhang, ?T.R. Jow. Aluminum corrosion in electrolyte of Li-ion battery. Journal of Power Sources 109 (2002)：458–464.

[7] ?Seung-Taek Myung, Yashiro Hitoshi, Yang-Kook Sun. Electrochemical behavior and passivation of current collectors in lithium-ion batteries. Journal of Materials Chemistry 21(2011)：9891-9911.
? ?
? ? ? ?责任编辑：PSY

原文题目：锂离子动力回收电子料池金属外壳的腐蚀研究

文章出处：【微信公众号：锂回收电子料联盟会长】迎接添加关注！文章转载请注明出处。