Det sidste trin i produktionen af ​​lithiumbatteri er at sortere og screene lithiumbatteriet for at sikre ensartetheden af ​​batterimodulet og den fremragende ydeevne af batterimodulet. Som det er bekendt for alle, har moduler, der er sammensat af batterier med høj konsistens, længere levetid, mens moduler med dårlig konsistens er tilbøjelige til at over- og overaflade på grund af bucket-effekt, og deres batterilevetid dæmpning accelereres. For eksempel kan forskellige batterikapaciteter forårsage forskellige afladningsdybder af hver batteristreng. Batterier med lille kapacitet og dårlig ydeevne vil nå fuld opladningstilstand på forhånd. Som følge heraf kan batterierne med stor kapacitet og god ydeevne ikke nå fuld opladningstilstand. Inkonsistente batterispændinger får hvert batteri i en parallel streng til at oplade hinanden. Batteriet med en højere spænding oplader batteriet med en lavere spænding, hvilket fremskynder forringelsen af ​​batteriets ydeevne og forbruger energi af hele batteristrengen. Et batteri med en høj selvafladningshastighed har et stort kapacitetstab. Inkonsekvente selvafladningshastigheder forårsager forskelle i batteriernes opladede status og spænding, hvilket påvirker batteristrengenes ydeevne. Og så disse batteriforskelle, langvarig brug vil påvirke hele modulets levetid.

Billedet

FIG. 1.OCV- driftsspænding – polarisationsspændingsdiagram

Batteriklassificeringen og -screeningen er for at undgå afladning af inkonsistente batterier på samme tid. Batteriets indre modstand og selvafladningstest er et must. Generelt set er batteri intern modstand opdelt i ohm intern modstand og polarisering intern modstand. Ohm indre modstand består af elektrodemateriale, elektrolyt, membranmodstand og kontaktmodstand for hver del, inklusive elektronisk impedans, ionimpedans og kontaktimpedans. Polarisering intern modstand refererer til modstanden forårsaget af polarisering under elektrokemisk reaktion, herunder elektrokemisk polarisering intern modstand og koncentration polarisering intern modstand. Batteriets ohmske modstand bestemmes af batteriets samlede ledningsevne, og batteriets polarisationsmodstand bestemmes af fastfasediffusionskoefficienten for lithium-ion i det aktive elektrodemateriale. Generelt er den interne modstand af lithiumbatterier uadskillelig fra procesdesignet, selve materialet, miljøet og andre aspekter, som vil blive analyseret og fortolket nedenfor.

Først procesdesign

(1) De positive og negative elektrodeformuleringer har lavt indhold af ledende middel, hvilket resulterer i stor elektronisk transmissionsimpedans mellem materialet og opsamleren, det vil sige høj elektronisk impedans. Lithium-batterier opvarmes hurtigere. Dette bestemmes dog af batteriets design, for eksempel strømbatteriet til at tage højde for hastighedens ydeevne, det kræver en højere andel af ledende middel, egnet til høj hastighed opladning og afladning. Kapacitet batteri er en smule mere kapacitet, positiv og negativ materiale andel vil være en smule højere. Disse beslutninger træffes i begyndelsen af ​​batteriets design og kan ikke nemt ændres.

(2) der er for meget bindemiddel i den positive og negative elektrodeformel. Bindemidlet er generelt et polymermateriale (PVDF, SBR, CMC osv.) med stærk isoleringsevne. Selvom den højere andel af bindemiddel i det oprindelige forhold er fordelagtig til at forbedre afisoleringsstyrken af ​​polerne, er det ufordelagtigt for den indre modstand. I batteriet design for at koordinere forholdet mellem bindemiddel og bindemiddel dosering, som vil fokusere på spredning af bindemiddel, det vil sige gylle forberedelse proces, så vidt muligt for at sikre spredning af bindemiddel.

(3) Ingredienserne er ikke jævnt fordelt, det ledende middel er ikke fuldstændigt spredt, og der dannes ikke en god ledende netværksstruktur. Som vist i figur 2 er A tilfældet med dårlig spredning af ledende middel, og B er tilfældet med god spredning. Når mængden af ​​ledende middel er den samme, vil ændringen af ​​omrøringsprocessen påvirke spredningen af ​​ledende middel og batteriets indre modstand.

Figur 2. Dårlig spredning af ledende middel (A) Ensartet spredning af ledende middel (B)

(4) Bindemidlet er ikke fuldstændigt opløst, og der findes nogle micellepartikler, hvilket resulterer i høj intern modstand i batteriet. Uanset tørblanding, halvtørblanding eller vådblandingsproces, kræves det, at bindemiddelpulveret er fuldstændig opløst. Vi kan ikke stræbe for meget efter effektivitet og ignorere det objektive krav om, at bindemidlet skal have en vis tid for at være helt opløst.

(5) Elektrodens komprimeringstæthed vil påvirke batteriets indre modstand. Elektrodepladens kompakte tæthed er lille, og porøsiteten mellem partiklerne inde i elektrodepladen er høj, hvilket ikke er befordrende for transmissionen af ​​elektroner, og batteriets indre modstand er høj. Når elektrodearket er komprimeret for meget, kan elektrodepulverpartiklerne blive overknust, og elektrontransmissionsvejen bliver længere efter knusning, hvilket ikke er befordrende for batteriets opladnings- og afladningsydelse. Det er vigtigt at vælge den rigtige komprimeringstæthed.

(6) Dårlig svejsning mellem positiv og negativ elektrodeflig og væskeopsamler, virtuel svejsning, høj batterimodstand. Passende svejseparametre bør vælges under svejsning, og svejseparametre såsom svejseeffekt, amplitude og tid bør optimeres gennem DOE, og kvaliteten af ​​svejsning bør bedømmes ud fra svejsestyrke og udseende.

(7) dårlig vikling eller dårlig laminering, afstanden mellem membranen, den positive plade og den negative plade er stor, og ionimpedansen er stor.

(8) Batterielektrolytten er ikke fuldstændigt infiltreret i de positive og negative elektroder og membranen, og elektrolyttens designtilskud er utilstrækkelig, hvilket også vil føre til stor ionimpedans af batteriet.

(9) Dannelsesprocessen er dårlig, grafitanodeoverfladen SEI er ustabil, hvilket påvirker batteriets indre modstand.

(10) Andre, såsom dårlig emballering, dårlig svejsning af stangører, batterilækage og højt fugtindhold, har stor indflydelse på lithiumbatteriers indre modstand.

For det andet materialer

(1) Modstanden af ​​anode og anode materialer er stor.

(2) Påvirkning af membranmateriale. Såsom membrantykkelse, porøsitetsstørrelse, porestørrelse og så videre. Tykkelse er relateret til intern modstand, jo tyndere den indre modstand er mindre, for at opnå høj effektladning og afladning. Så lille som muligt under en vis mekanisk styrke, jo tykkere punkteringsstyrken er jo bedre. Diafragmas porestørrelse og porestørrelse er relateret til impedansen af ​​iontransport. Hvis porestørrelsen er for lille, vil det øge ionimpedansen. Hvis porestørrelsen er for stor, kan den muligvis ikke fuldstændigt isolere det fine positive og negative pulver, hvilket let vil føre til kortslutning eller blive gennemboret af lithiumdendrit.

(3) Påvirkning af elektrolytmateriale. Elektrolyttens ionledningsevne og viskositet er relateret til ionimpedansen. Jo større ionoverførselsimpedansen er, jo større er batteriets indre modstand, og jo mere alvorlig er polariseringen i op- og afladningsprocessen.

(4) Påvirkning af positivt PVDF-materiale. En høj andel af PVDF eller høj molekylvægt vil også føre til høj intern modstand af lithiumbatterier.

(5) Påvirkning af positivt ledende materiale. Valget af typen af ​​ledende middel er også nøglen, såsom SP, KS, ledende grafit, CNT, grafen osv., på grund af den forskellige morfologi er ledningsevneydelsen af ​​lithiumbatteri relativt anderledes, det er meget vigtigt at vælge det ledende middel med høj ledningsevne og egnet til brug.

(6) indflydelsen af ​​positive og negative polørematerialer. Tykkelsen af ​​poløret er tynd, ledningsevnen er dårlig, renheden af ​​det anvendte materiale er ikke høj, ledningsevnen er dårlig, og batteriets indre modstand er høj.

(7) kobberfolien er oxideret og svejset dårligt, og aluminiumsfoliematerialet har dårlig ledningsevne eller oxid på overfladen, hvilket også vil føre til høj intern modstand af batteriet.

Billedet

Andre aspekter

(1) Intern modstandstestinstrumentafvigelse. Instrumentet bør kontrolleres regelmæssigt for at forhindre unøjagtige testresultater forårsaget af unøjagtigt instrument.

(2) Unormal batteri intern modstand forårsaget af forkert betjening.

(3) Dårligt produktionsmiljø, såsom løs kontrol med støv og fugt. Værkstedstøv overstiger standarden, vil føre til en stigning i batteriets indre modstand, selvafladning forværres. Værkstedsfugtighed er høj, vil også være skadelig for lithiumbatteriets ydeevne.