تتمثل الخطوة الأخيرة في إنتاج بطارية الليثيوم في تصنيف بطارية الليثيوم وفحصها لضمان اتساق وحدة البطارية والأداء الممتاز لوحدة البطارية. كما هو معروف للجميع ، فإن الوحدات المكونة من بطاريات عالية الاتساق تتمتع بعمر خدمة أطول ، في حين أن الوحدات ذات الاتساق الضعيف عرضة للإفراط في الشحن والإفراط في التفريغ بسبب تأثير الجرافة ، كما يتم تسريع توهين عمر بطاريتها. على سبيل المثال ، قد تتسبب سعات البطاريات المختلفة في أعماق تفريغ مختلفة لكل سلسلة بطارية. ستصل البطاريات ذات السعة الصغيرة والأداء الضعيف إلى حالة الشحن الكامل مسبقًا. نتيجة لذلك ، لا يمكن أن تصل البطاريات ذات السعة الكبيرة والأداء الجيد إلى حالة الشحن الكامل. تتسبب الفولتية غير المتسقة للبطارية في أن تقوم كل بطارية في سلسلة متوازية بشحن بعضها البعض. تقوم البطارية ذات الجهد العالي بشحن البطارية بجهد أقل ، مما يسرع من تدهور أداء البطارية ويستهلك طاقة سلسلة البطارية بأكملها. البطارية ذات معدل التفريغ الذاتي العالي لها خسارة كبيرة في السعة. تسبب معدلات التفريغ الذاتي غير المتسقة اختلافات في حالة الشحن والجهد الكهربائي للبطاريات ، مما يؤثر على أداء سلاسل البطارية. وبالتالي فإن هذه الاختلافات في البطارية والاستخدام طويل الأمد سيؤثر على عمر الوحدة بأكملها.

الصورة

تين. 1.OCV- جهد التشغيل – مخطط جهد الاستقطاب

يهدف تصنيف البطارية وفحصها إلى تجنب تفريغ البطاريات غير المتسقة في نفس الوقت. اختبار المقاومة الداخلية للبطارية والتفريغ الذاتي أمر لا بد منه. بشكل عام ، تنقسم المقاومة الداخلية للبطارية إلى مقاومة داخلية أوم ومقاومة داخلية للاستقطاب. تتكون المقاومة الداخلية أوم من مادة القطب ، والكهارل ، ومقاومة الحجاب الحاجز ومقاومة التلامس لكل جزء ، بما في ذلك المعاوقة الإلكترونية والمقاومة الأيونية ومقاومة التلامس. تشير المقاومة الداخلية للاستقطاب إلى المقاومة الناتجة عن الاستقطاب أثناء التفاعل الكهروكيميائي ، بما في ذلك المقاومة الداخلية للاستقطاب الكهروكيميائي والمقاومة الداخلية لاستقطاب التركيز. يتم تحديد المقاومة الأومية للبطارية من خلال التوصيل الكلي للبطارية ، ويتم تحديد مقاومة الاستقطاب للبطارية بواسطة معامل انتشار المرحلة الصلبة لأيون الليثيوم في المادة النشطة للإلكترود. بشكل عام ، لا يمكن فصل المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم عن تصميم العملية ، والمواد نفسها ، والبيئة والجوانب الأخرى ، والتي سيتم تحليلها وتفسيرها أدناه.

أولا ، عملية التصميم

(1) تحتوي تركيبات القطب الموجب والسالب على محتوى منخفض من العامل الموصّل ، مما يؤدي إلى مقاومة إرسال إلكترونية كبيرة بين المادة والمجمع ، أي مقاومة إلكترونية عالية. تسخن بطاريات الليثيوم بشكل أسرع. ومع ذلك ، يتم تحديد ذلك من خلال تصميم البطارية ، على سبيل المثال ، بطارية الطاقة لمراعاة أداء المعدل ، فهي تتطلب نسبة أعلى من عامل التوصيل ، ومناسبة للشحن والتفريغ بمعدل كبير. سعة البطارية هي سعة أكبر قليلاً ، وستكون نسبة المواد الإيجابية والسلبية أعلى قليلاً. يتم اتخاذ هذه القرارات في بداية تصميم البطارية ولا يمكن تغييرها بسهولة.

(2) هناك الكثير من الروابط في صيغة القطب الموجب والسالب. يكون الرابط بشكل عام مادة بوليمر (PVDF ، SBR ، CMC ، إلخ) مع أداء عزل قوي. على الرغم من أن النسبة الأعلى من المادة الرابطة في النسبة الأصلية مفيدة لتحسين قوة التجريد للأعمدة ، إلا أنها غير ملائمة للمقاومة الداخلية. في تصميم البطارية ، يجب تنسيق العلاقة بين جرعة المادة الرابطة والمادة الرابطة ، والتي ستركز على تشتت المادة الرابطة ، أي عملية تحضير الملاط ، قدر الإمكان لضمان تشتت المادة الرابطة.

(3) لا تتشتت المكونات بالتساوي ، ولا يتشتت العامل الموصّل بشكل كامل ، ولا يتشكل هيكل شبكة موصل جيد. كما هو مبين في الشكل 2 ، A هي حالة تشتت سيئ لعامل موصل ، و B هي حالة تشتت جيد. عندما تكون كمية العامل الموصّل هي نفسها ، فإن تغيير عملية التحريك سيؤثر على تشتت العامل الموصّل والمقاومة الداخلية للبطارية.

الشكل 2. سوء تشتت عامل التوصيل (أ) تشتت موحد لعامل موصل (ب)

(4) لا يتم إذابة الرابط تمامًا ، وتوجد بعض جزيئات الميلي ، مما يؤدي إلى مقاومة داخلية عالية للبطارية. بغض النظر عن الخلط الجاف أو الخلط شبه الجاف أو عملية الخلط الرطب ، يجب أن يذوب مسحوق الموثق تمامًا. لا يمكننا السعي لتحقيق الكفاءة أكثر من اللازم وتجاهل المطلب الموضوعي بأن الموثق يحتاج إلى وقت معين ليتم حله بالكامل.

(5) ستؤثر كثافة ضغط القطب على المقاومة الداخلية للبطارية. الكثافة المدمجة للوحة القطب صغيرة ، والمسامية بين الجزيئات داخل لوحة القطب عالية ، وهو ما لا يفضي إلى انتقال الإلكترونات ، والمقاومة الداخلية للبطارية عالية. عندما يتم ضغط لوح الإلكترود أكثر من اللازم ، قد يتم سحق جزيئات مسحوق القطب بشكل مفرط ، ويصبح مسار نقل الإلكترون أطول بعد التكسير ، وهو ما لا يؤدي إلى أداء الشحن والتفريغ للبطارية. من المهم اختيار كثافة الضغط المناسبة.

(6) لحام سيئ بين عروة القطب الموجب والسالب ومجمع السوائل واللحام الظاهري ومقاومة البطارية العالية. يجب تحديد معلمات اللحام المناسبة أثناء اللحام ، ويجب تحسين معلمات اللحام مثل قوة اللحام والسعة والوقت من خلال وزارة الطاقة ، ويجب الحكم على جودة اللحام من خلال قوة اللحام ومظهره.

(7) لف ضعيف أو ضعف التصفيح ، الفجوة بين الحجاب الحاجز واللوحة الموجبة والصفيحة السالبة كبيرة ، ومقاومة الأيونات كبيرة.

(8) لا يتم اختراق إلكتروليت البطارية بالكامل في الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة والحجاب الحاجز ، وبدل تصميم المنحل بالكهرباء غير كافٍ ، مما سيؤدي أيضًا إلى مقاومة أيونية كبيرة للبطارية.

(9) عملية التكوين ضعيفة ، سطح أنود الجرافيت SEI غير مستقر ، مما يؤثر على المقاومة الداخلية للبطارية.

(10) هناك تأثير كبير على المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم ، مثل سوء التغليف ، وضعف اللحام في آذان العمود ، وتسرب البطارية ومحتوى الرطوبة العالي.

ثانيا ، المواد

(1) مقاومة مواد الأنود والأنود كبيرة.

(2) تأثير مادة الحجاب الحاجز. مثل سمك الحجاب الحاجز وحجم المسامية وحجم المسام وهلم جرا. السماكة مرتبطة بالمقاومة الداخلية ، كلما كانت المقاومة الداخلية أرق ، وذلك لتحقيق شحن وتفريغ عالي الطاقة. أصغر ما يمكن في ظل قوة ميكانيكية معينة ، كلما زادت سماكة قوة الثقب كلما كان ذلك أفضل. يرتبط حجم المسام وحجم مسام الحجاب الحاجز بمقاومة النقل الأيوني. إذا كان حجم المسام صغيرًا جدًا ، فسيؤدي ذلك إلى زيادة مقاومة الأيونات. إذا كان حجم المسام كبيرًا جدًا ، فقد لا يكون قادرًا على عزل المسحوق الناعم الموجب والسالب تمامًا ، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث ماس كهربائي أو اختراقه بواسطة تغصن الليثيوم.

(3) تأثير مادة المنحل بالكهرباء. ترتبط الموصلية الأيونية واللزوجة للإلكتروليت بالمقاومة الأيونية. كلما زادت مقاومة النقل الأيوني ، زادت المقاومة الداخلية للبطارية ، وزادت خطورة الاستقطاب في عملية الشحن والتفريغ.

(4) تأثير مادة PVDF الإيجابية. ستؤدي النسبة العالية من PVDF أو الوزن الجزيئي العالي أيضًا إلى مقاومة داخلية عالية لبطارية الليثيوم.

(5) تأثير مادة موصلة موجبة. يعد اختيار نوع العامل الموصّل أمرًا أساسيًا أيضًا ، مثل SP ، KS ، الجرافيت الموصل ، CNT ، الجرافين ، وما إلى ذلك ، نظرًا للتشكل المختلف ، يختلف أداء الموصلية لبطارية الليثيوم نسبيًا ، ومن المهم جدًا التحديد عامل موصل ذو موصلية عالية ومناسب للاستخدام.

(6) تأثير المواد الإيجابية والسلبية الأذن قطب. سمك الأذن القطبية رقيق ، الموصلية ضعيفة ، نقاوة المادة المستخدمة ليست عالية ، الموصلية ضعيفة ، والمقاومة الداخلية للبطارية عالية.

(7) يتأكسد ورق الألومنيوم ويلحم بشكل سيئ ، كما أن مادة رقائق الألومنيوم ذات الموصلية السيئة أو أكسيد على السطح ، مما يؤدي أيضًا إلى مقاومة داخلية عالية للبطارية.

الصورة

الجوانب الأخرى

(1) انحراف أداة اختبار المقاومة الداخلية. يجب فحص الجهاز بانتظام لمنع نتائج الاختبار غير الدقيقة التي تسببها أداة غير دقيقة.

(2) مقاومة داخلية غير طبيعية للبطارية ناتجة عن التشغيل غير السليم.

(3) بيئة إنتاج سيئة ، مثل التحكم في الغبار والرطوبة. غبار ورشة العمل يتجاوز المعيار ، سيؤدي إلى زيادة المقاومة الداخلية للبطارية ، تفاقم التفريغ الذاتي. رطوبة ورشة العمل عالية ، كما أنها تضر بأداء بطارية الليثيوم.