Posledním krokem při výrobě lithiové baterie je třídění a stínění lithiové baterie, aby byla zajištěna konzistence bateriového modulu a vynikající výkon bateriového modulu. Jak je všem známo, moduly složené z baterií s vysokou konzistencí mají delší životnost, zatímco moduly se špatnou konzistencí jsou náchylné k přebití a nadměrnému vybití vlivem bucket efektu a urychlí se útlum jejich životnosti baterie. Například různé kapacity baterií mohou způsobit různé hloubky vybití jednotlivých řetězců baterií. Baterie s malou kapacitou a špatným výkonem dosáhnou stavu plného nabití předem. V důsledku toho baterie s velkou kapacitou a dobrým výkonem nemohou dosáhnout stavu plného nabití. Nekonzistentní napětí baterií způsobuje, že se každá baterie v paralelním řetězci navzájem nabíjí. Baterie s vyšším napětím nabíjí baterii nižším napětím, což urychluje degradaci výkonu baterie a spotřebovává energii celého řetězce baterie. Baterie s vysokou rychlostí samovybíjení má velkou ztrátu kapacity. Nekonzistentní rychlost samovybíjení způsobuje rozdíly ve stavu nabití a napětí baterií, což ovlivňuje výkon bateriových řetězců. A tak tyto rozdíly baterie, dlouhodobé používání ovlivní životnost celého modulu.

Obrázek

Obr. 1.OCV- provozní napětí – schéma polarizačního napětí

Klasifikace a stínění baterií má zabránit vybíjení nekonzistentních baterií současně. Nezbytností je test vnitřního odporu a samovybíjení baterie. Obecně řečeno, vnitřní odpor baterie se dělí na vnitřní odpor ohm a vnitřní odpor polarizace. Ohmový vnitřní odpor se skládá z materiálu elektrody, elektrolytu, odporu membrány a přechodového odporu každé části, včetně elektronické impedance, iontové impedance a kontaktní impedance. Polarizační vnitřní odpor označuje odpor způsobený polarizací během elektrochemické reakce, včetně vnitřního odporu elektrochemické polarizace a vnitřního odporu koncentrační polarizace. Ohmický odpor baterie je určen celkovou vodivostí baterie a polarizační odpor baterie je určen koeficientem difúze lithného iontu v pevné fázi v aktivním materiálu elektrody. Obecně platí, že vnitřní odpor lithiových baterií je neoddělitelný od návrhu procesu, samotného materiálu, prostředí a dalších aspektů, které budou analyzovány a interpretovány níže.

Za prvé, návrh procesu

(1) Složení kladných a záporných elektrod má nízký obsah vodivého činidla, což má za následek velkou impedanci elektronického přenosu mezi materiálem a kolektorem, tj. vysokou elektronickou impedanci. Lithiové baterie se rychleji zahřívají. To je však dáno konstrukcí baterie, například napájecí baterie zohledňuje rychlostní výkon, vyžaduje vyšší podíl vodivého činidla, vhodného pro velké nabíjení a vybíjení. Kapacita baterie je o něco větší, kladný a záporný podíl materiálu bude o něco vyšší. Tato rozhodnutí jsou učiněna na začátku návrhu baterie a nelze je snadno změnit.

(2) ve vzorci kladné a záporné elektrody je příliš mnoho pojiva. Pojivem je obecně polymerní materiál (PVDF, SBR, CMC atd.) se silným izolačním výkonem. Vyšší podíl pojiva v původním poměru je sice výhodný pro zlepšení odizolovací pevnosti sloupů, je však nevýhodný pro vnitřní odpor. V konstrukci baterie koordinovat vztah mezi pojivem a dávkováním pojiva, které se zaměří na disperzi pojiva, tedy proces přípravy kaše, pokud možno tak, aby byla zajištěna disperze pojiva.

(3) Přísady nejsou rovnoměrně rozptýleny, vodivé činidlo není zcela rozptýleno a nevytváří se dobrá vodivá síťová struktura. Jak je znázorněno na obrázku 2, A je případ špatné disperze vodivého činidla a B je případ dobré disperze. Když je množství vodivého činidla stejné, změna procesu míchání ovlivní disperzi vodivého činidla a vnitřní odpor baterie.

Obrázek 2. Špatná disperze vodivého činidla (A) Rovnoměrná disperze vodivého činidla (B)

(4) Pojivo není zcela rozpuštěno a existují určité micelární částice, což má za následek vysoký vnitřní odpor baterie. Bez ohledu na suché míchání, polosuché míchání nebo proces míchání za mokra je nutné, aby byl prášek pojiva zcela rozpuštěn. Nemůžeme příliš usilovat o efektivitu a ignorovat objektivní požadavek, že pojivo potřebuje určitou dobu k úplnému rozpuštění.

(5) Hustota zhutnění elektrody ovlivní vnitřní odpor baterie. Kompaktní hustota elektrodové desky je malá a pórovitost mezi částicemi uvnitř elektrodové desky je vysoká, což neprospívá přenosu elektronů, a vnitřní odpor baterie je vysoký. Když je elektrodový plát příliš zhutněn, částice elektrodového prášku mohou být přemačkané a dráha přenosu elektronů se po rozdrcení prodlouží, což neprospívá výkonu nabíjení a vybíjení baterie. Je důležité zvolit správnou hustotu zhutnění.

(6) Špatné svařování mezi kladnou a zápornou elektrodou a sběračem kapaliny, virtuální svařování, vysoký odpor baterie. Během svařování by měly být zvoleny vhodné parametry svařování a parametry svařování, jako je svařovací výkon, amplituda a čas, by měly být optimalizovány pomocí DOE a kvalita svařování by měla být posuzována podle síly a vzhledu svařování.

(7) špatné vinutí nebo špatná laminace, mezera mezi membránou, kladnou deskou a zápornou deskou je velká a impedance iontů je velká.

(8) Elektrolyt baterie není plně infiltrován do kladných a záporných elektrod a membrány a konstrukční tolerance elektrolytu je nedostatečná, což také povede k velké iontové impedanci baterie.

(9) Proces formování je špatný, povrch grafitové anody SEI je nestabilní, což ovlivňuje vnitřní odpor baterie.

(10) Jiné, jako je špatné balení, špatné svařování uší pólů, vytečení baterií a vysoký obsah vlhkosti, mají velký vliv na vnitřní odpor lithiových baterií.

Za druhé, materiály

(1) Odpor materiálů anody a anody je velký.

(2) Vliv materiálu membrány. Jako je tloušťka membrány, velikost pórů, velikost pórů a tak dále. Tloušťka souvisí s vnitřním odporem, čím tenčí je vnitřní odpor menší, aby bylo dosaženo vysokého výkonu nabíjení a vybíjení. Co nejmenší při určité mechanické pevnosti, čím větší je pevnost v průrazu, tím lepší. Velikost pórů a velikost pórů diafragmy souvisí s impedancí transportu iontů. Pokud je velikost pórů příliš malá, zvýší se impedance iontů. Pokud je velikost pórů příliš velká, nemusí být schopen zcela izolovat jemný pozitivní a negativní prášek, což snadno povede ke zkratu nebo bude proražen lithiovým dendritem.

(3) Vliv materiálu elektrolytu. Iontová vodivost a viskozita elektrolytu souvisí s iontovou impedancí. Čím větší je impedance přenosu iontů, tím větší je vnitřní odpor baterie a tím vážnější je polarizace v procesu nabíjení a vybíjení.

(4) Vliv pozitivního PVDF materiálu. Vysoký podíl PVDF nebo vysoká molekulová hmotnost také povede k vysokému vnitřnímu odporu lithiové baterie.

(5) Vliv kladně vodivého materiálu. Klíčový je také výběr typu vodivého činidla, jako je SP, KS, vodivý grafit, CNT, grafen atd., vzhledem k odlišné morfologii je vodivost lithiové baterie relativně odlišná, je velmi důležité vybrat vodivé činidlo s vysokou vodivostí a vhodné pro použití.

(6) vliv materiálů uší s kladným a záporným pólem. Tloušťka ucha tyče je tenká, vodivost je špatná, čistota použitého materiálu není vysoká, vodivost je špatná a vnitřní odpor baterie je vysoký.

(7) měděná fólie je zoxidovaná a špatně svařená a materiál hliníkové fólie má špatnou vodivost nebo oxid na povrchu, což také povede k vysokému vnitřnímu odporu baterie.

Obrázek

Další aspekty

(1) Odchylka zkušebního přístroje vnitřního odporu. Přístroj by měl být pravidelně kontrolován, aby se předešlo nepřesným výsledkům testu způsobeným nepřesným přístrojem.

(2) Abnormální vnitřní odpor baterie způsobený nesprávným provozem.

(3) Špatné výrobní prostředí, jako je nedostatečná kontrola prachu a vlhkosti. Dílenský prach překračuje normu, povede ke zvýšení vnitřního odporu baterie, zhorší se samovybíjení. Vlhkost v dílně je vysoká a bude také škodlivá pro výkon lithiové baterie.