El requerimiento de humedad durante el proceso de producción de las baterías de iones de litio es muy alto, principalmente porque la humedad excesiva o no controlada puede tener efectos adversos en el electrolito. El electrolito, compuesto por sales de litio y solventes orgánicos, sirve como medio para el transporte de iones dentro de la batería y asegura las ventajas de alto voltaje y alta densidad de energía para las baterías de iones de litio. El exceso de humedad puede provocar impactos negativos:

1. Degradación del electrolito:

El electrolito , compuesto por sales de litio y disolventes orgánicos, facilita el transporte de iones dentro de la batería. Es crucial para las ventajas de alto voltaje y alta energía de las baterías de iones de litio. Durante el proceso de llenado de electrolito de la batería, es necesario trabajar en un ambiente con una humedad inferior al 1%. Después del llenado, la batería debe sellarse rápidamente para evitar el contacto con el aire. Si el contenido de humedad es demasiado alto, el electrolito reacciona con el agua y genera pequeñas cantidades de gases nocivos, lo que afecta negativamente el entorno de llenado. Esto también puede afectar la calidad del electrolito en sí mismo, lo que resulta en un rendimiento deficiente de la batería.

2. Reducción de la capacidad de la batería:

La capacidad de descarga inicial de la batería disminuye con un aumento en el contenido de humedad. La humedad excesiva puede dañar los componentes efectivos del electrolito y agotar los iones de litio, provocando reacciones químicas irreversibles en el electrodo negativo. El agotamiento de los iones de litio conduce a una disminución de la energía de la batería.

3. Aumento de la resistencia interna:

El aumento de la humedad en la batería da como resultado un aumento en la resistencia interna. Una batería con baja resistencia interna permite una descarga de alta corriente y, por lo tanto, proporciona una salida de alta potencia. Por el contrario, la alta resistencia interna evita la descarga de alta corriente, lo que conduce a una menor potencia de salida. La humedad excesiva también puede afectar la calidad de la película de interfaz de electrolito sólido (SEI) en las baterías de litio.

4. Presión interna excesiva en la batería

La exposición a la humedad puede reaccionar con el LiPF6 en el electrolito, lo que da como resultado la producción de gases nocivos. Cuando hay demasiada humedad, la presión interna de la batería aumenta, provocando que se deforme. En el caso de la batería de un teléfono celular, esto podría manifestarse como una hinchazón de la carcasa. Si la presión interna sigue aumentando, la batería se vuelve peligrosa y puede explotar, provocando salpicaduras de electrolito y el riesgo de lesiones por los fragmentos de la batería.

5.  Fuga de batería

La reacción entre LiPF6 en el electrolito y la humedad no solo genera gases sino que también produce ácido fluorhídrico, que es altamente corrosivo. Este ácido puede corroer los componentes metálicos dentro de la batería y provocar una fuga eventual. Si la batería tiene fugas, su rendimiento disminuye rápidamente y el electrolito también puede corroer el dispositivo del usuario.

Los materiales del electrolito y los electrodos de la batería son sensibles al agua. Para garantizar la calidad de la batería, es necesario controlar estrictamente el contenido de humedad en el taller y la guantera , especialmente durante procesos críticos como el horneado de celdas, la inyección de electrolitos y el sellado, que deben llevarse a cabo en un ambiente con menos de 1% de humedad para evitar que la humedad entre en el electrolito. La fluctuación de la humedad puede reflejarse en cambios en la temperatura del punto de rocío. Generalmente, la temperatura del punto de rocío debe controlarse por debajo de -45 ° C, incluso más seco si es posible.

Utilizando la temperatura del punto de rocío para indicar la concentración de vapor de agua a este nivel, ya que los valores de humedad relativa correspondientes están por debajo del 1%. La mayoría de los instrumentos que se utilizan para medir la humedad relativa carecen de la resolución y la precisión requeridas para realizar mediciones significativas a este nivel, incluso si son capaces de convertir los valores mostrados y de salida en temperaturas de punto de rocío. Por ejemplo, a una temperatura de punto de rocío de -50 ° C, aumentando la temperatura en 5 ° C se llega a -45 ° C.