锂电池生产最怕的隐形隐患——水含量超标！本文深度剖析水分引发的锂盐分解、SEI膜破裂、产气爆炸等多重危机，教你通过临界阈值管控打造高安全长寿命电池，文末附关键工艺参数！

电芯中水含量超标对电芯质量的影响主要体现在以下几个方面：

1. 锂盐分解与腐蚀性物质的生成

反应机理：

水分（HO）与电解液中的六氟磷酸锂（LiPF）反应生成氢氟酸（HF），反应式为：

危害：

HF腐蚀：HF的强酸性会腐蚀正负极材料、集流体（如铝箔、铜箔）及隔膜，破坏电池结构，导致漏液或短路风险。

活性锂消耗：反应生成的LiF等副产物覆盖在极片表面，消耗活性锂离子，显著降低电池容量和首效。

2. SEI膜破坏与界面失效

SEI膜形成的双面性：

适量水分（≤300 ppm）：有助于形成以LiCO为主的均匀致密SEI膜。

过量水分（>1000 ppm）：

破坏SEI膜的稳定性和均一性，导致界面阻抗大幅增加。

拆解显示，负极表面产生黑色“水膜”覆盖层，阻碍锂离子嵌入。

3. 产气与电池膨胀

产气机理：

水分与电解液反应生成CO、CO和氢气（H），同时锂盐分解进一步释放气体。

表现形式：

化成过程中产气显著增加，导致电芯鼓胀甚至变形。

高水含量电芯（如5000 ppm）在静置或循环后产气速度加快，内部压力增大，引发防爆阀开启或壳体破裂。

4. 电化学性能恶化

容量衰减：

循环测试表明：

水含量170 ppm的电芯循环200周后容量保持率≥98%，而210 ppm时降至93%。

水含量超过600 ppm时，容量急剧下降，循环寿命缩短。

内阻变化：

低水含量（1000 ppm）可能因SEI致密性改善而内阻降低，但超过阈值后内阻显著上升。

析锂风险：

因界面阻抗升高或局部锂离子嵌入不足，极片边缘或反应活性低的区域发生析锂。

5. 安全风险升级

鼓胀与漏液：

水分引起的持续产气导致电芯内部压力累积，可能引发壳体膨胀、密封失效或电解液泄漏。

热失控隐患：

HF对电极材料的腐蚀破坏进一步降低电池热稳定性，增加高温短路或热失控概率。

6. 工艺一致性挑战

水分来源与工艺控制难点：

正极材料（如Ni-rich三元材料）的高比表面积易吸潮，电解液和隔膜也易受环境湿度影响。

烘烤工序需精准控制温度、真空度及时间，否则残留水分会导致后续注液和化成异常。

临界阈值与管控建议

水含量阈值

影响表现

≤300 ppm

SEI膜形成良好，性能稳定

500-600 ppm

容量衰减加速，循环恶化

≥1000 ppm

产气剧烈，界面明显失效

管控措施：

环境控制：注液工序露点≤-45℃，极片烘烤后水分≤300 ppm；

工艺优化：采用真空烘烤结合氮气循环，分阶段破坏内部饱和蒸气压；

检测技术：超声成像和微量水分测试仪实时监控电解液与极片水分。

结论

电芯水含量超标会通过化学腐蚀、界面失效、产气膨胀等多种路径显著降低电池性能和安全性。需从材料预处理、生产工艺到环境控制全流程实施严格的水分管控。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

       原文标题 : 干货预警！揭秘电芯中的"隐形杀手"——水分超标竟能引发爆炸？