Der letzte Schritt bei der Herstellung von Lithiumbatterien besteht darin, die Lithiumbatterie zu bewerten und zu screenen, um die Konsistenz des Batteriemoduls und die hervorragende Leistung des Batteriemoduls sicherzustellen. Wie allen bekannt ist, haben Module, die aus Batterien mit hoher Konsistenz bestehen, eine längere Lebensdauer, während Module mit geringer Konsistenz aufgrund des Bucket-Effekts zu Überladung und Tiefentladung neigen und ihre Batterielebensdauerdämpfung wird beschleunigt. Beispielsweise können unterschiedliche Batteriekapazitäten unterschiedliche Entladetiefen jedes Batteriestrangs verursachen. Die Akkus mit geringer Kapazität und schlechter Leistung erreichen vorzeitig den vollen Ladezustand. Dadurch können Akkus mit großer Kapazität und guter Leistung den vollen Ladezustand nicht erreichen. Ungleichmäßige Batteriespannungen führen dazu, dass sich jede Batterie in einem parallelen Strang gegenseitig auflädt. Die Batterie mit einer höheren Spannung lädt die Batterie mit einer niedrigeren Spannung, was die Verschlechterung der Batterieleistung beschleunigt und Energie des gesamten Batteriestrangs verbraucht. Eine Batterie mit einer hohen Selbstentladungsrate hat einen großen Kapazitätsverlust. Ungleichmäßige Selbstentladungsraten verursachen Unterschiede im Ladezustand und in der Spannung der Batterien, was die Leistung der Batteriestränge beeinträchtigt. Und so wirken sich diese Batterieunterschiede bei langfristiger Nutzung auf die Lebensdauer des gesamten Moduls aus.

Das Bild

FEIGE. 1.OCV- Betriebsspannung – Polarisationsspannungsdiagramm

Die Batterieklassifizierung und -screening soll gleichzeitig die Entladung von inkonsistenten Batterien vermeiden. Der Batterieinnenwiderstands- und Selbstentladungstest ist ein Muss. Im Allgemeinen wird der Innenwiderstand der Batterie in Ohm-Innenwiderstand und Polarisations-Innenwiderstand unterteilt. Ohm-Innenwiderstand besteht aus Elektrodenmaterial, Elektrolyt, Diaphragma-Widerstand und Kontaktwiderstand jedes Teils, einschließlich elektronischer Impedanz, ionischer Impedanz und Kontaktimpedanz. Der Polarisationsinnenwiderstand bezieht sich auf den Widerstand, der durch die Polarisation während der elektrochemischen Reaktion verursacht wird, einschließlich des elektrochemischen Polarisationsinnenwiderstands und des Konzentrationspolarisationsinnenwiderstands. Der ohmsche Widerstand der Batterie wird durch die Gesamtleitfähigkeit der Batterie bestimmt, und der Polarisationswiderstand der Batterie wird durch den Festphasen-Diffusionskoeffizienten von Lithiumionen in dem aktiven Elektrodenmaterial bestimmt. Im Allgemeinen ist der Innenwiderstand von Lithiumbatterien untrennbar mit dem Prozessdesign, dem Material selbst, der Umgebung und anderen Aspekten verbunden, die im Folgenden analysiert und interpretiert werden.

Zunächst Prozessdesign

(1) Die Formulierungen für positive und negative Elektroden weisen einen geringen Gehalt an leitfähigem Mittel auf, was zu einer großen elektronischen Übertragungsimpedanz zwischen dem Material und dem Kollektor führt, d. h. zu einer hohen elektronischen Impedanz. Lithiumbatterien erwärmen sich schneller. Dies ist jedoch durch die Auslegung der Batterie, beispielsweise der Leistungsbatterie, um die Leistungsfähigkeit zu berücksichtigen, es erfordert einen höheren Anteil an leitfähigem Mittel, geeignet für große Ladungs- und Entladungsraten. Kapazität Akku ist etwas mehr Kapazität, positiver und negativer Materialanteil wird etwas höher sein. Diese Entscheidungen werden zu Beginn des Batteriedesigns getroffen und können nicht einfach geändert werden.

(2) es ist zu viel Bindemittel in der Formel für die positive und die negative Elektrode enthalten. Das Bindemittel ist im Allgemeinen ein Polymermaterial (PVDF, SBR, CMC usw.) mit starker Isolierleistung. Der höhere Binderanteil im ursprünglichen Verhältnis ist zwar für die Verbesserung der Ablösefestigkeit der Pole günstig, jedoch nachteilig für den Innenwiderstand. Bei der Batterieauslegung soll das Verhältnis zwischen Bindemittel und Bindemitteldosierung abgestimmt werden, wobei der Schwerpunkt auf der Dispergierung des Bindemittels, also dem Slurry-Vorbereitungsprozess, liegt, um die Dispergierung des Bindemittels so weit wie möglich zu gewährleisten.

(3) Die Bestandteile werden nicht gleichmäßig dispergiert, das leitfähige Mittel wird nicht vollständig dispergiert und es wird keine gut leitfähige Netzwerkstruktur gebildet. Wie in Abbildung 2 gezeigt, ist A der Fall einer schlechten Dispersion des leitfähigen Mittels und B der Fall einer guten Dispersion. Wenn die Menge des leitfähigen Mittels gleich ist, beeinflusst die Änderung des Rührvorgangs die Verteilung des leitfähigen Mittels und den Innenwiderstand der Batterie.

Abbildung 2. Schlechte Verteilung des leitfähigen Mittels (A) Gleichmäßige Verteilung des leitfähigen Mittels (B)

(4) Das Bindemittel wird nicht vollständig gelöst und es existieren einige Mizellenpartikel, was zu einem hohen Innenwiderstand der Batterie führt. Unabhängig vom Trockenmisch-, Halbtrockenmisch- oder Nassmischverfahren ist es erforderlich, dass das Bindemittelpulver vollständig gelöst ist. Wir können nicht zu sehr nach Effizienz streben und die objektive Forderung ignorieren, dass das Bindemittel eine gewisse Zeit braucht, um vollständig aufgelöst zu werden.

(5) Die Elektrodenverdichtungsdichte beeinflusst den Innenwiderstand der Batterie. Die kompakte Dichte der Elektrodenplatte ist gering und die Porosität zwischen den Partikeln innerhalb der Elektrodenplatte ist hoch, was der Übertragung von Elektronen nicht förderlich ist, und der Innenwiderstand der Batterie ist hoch. Wenn das Elektrodenblatt zu stark verdichtet wird, können die Elektrodenpulverteilchen zu stark zerkleinert werden und der Elektronenübertragungsweg wird nach dem Zerkleinern länger, was der Lade- und Entladeleistung der Batterie nicht zuträglich ist. Es ist wichtig, die richtige Verdichtungsdichte zu wählen.

(6) Schlechtes Schweißen zwischen positiver und negativer Elektrodenfahne und Flüssigkeitssammler, virtuelles Schweißen, hoher Batteriewiderstand. Während des Schweißens sollten geeignete Schweißparameter ausgewählt werden, und Schweißparameter wie Schweißleistung, Amplitude und Zeit sollten durch DOE optimiert werden, und die Schweißqualität sollte anhand der Schweißfestigkeit und des Aussehens beurteilt werden.

(7) schlechte Wicklung oder schlechte Laminierung, der Spalt zwischen dem Diaphragma, der positiven Platte und der negativen Platte ist groß und die Ionenimpedanz ist groß.

(8) Der Batterieelektrolyt wird nicht vollständig in die positiven und negativen Elektroden und das Diaphragma infiltriert, und die Elektrolytauslegung ist unzureichend, was ebenfalls zu einer großen Ionenimpedanz der Batterie führt.

(9) Der Bildungsprozess ist schlecht, die Graphitanodenoberfläche SEI ist instabil, was den Innenwiderstand der Batterie beeinflusst.

(10) Andere, wie schlechte Verpackung, schlechtes Verschweißen der Polohren, Auslaufen von Batterien und hoher Feuchtigkeitsgehalt, haben einen großen Einfluss auf den Innenwiderstand von Lithiumbatterien.

Zweitens Materialien

(1) Der Widerstand von Anode und Anodenmaterialien ist groß.

(2) Einfluss des Membranmaterials. Wie Diaphragmadicke, Porositätsgröße, Porengröße und so weiter. Die Dicke hängt mit dem Innenwiderstand zusammen, je dünner der Innenwiderstand ist, um eine hohe Lade- und Entladeleistung zu erreichen. So klein wie möglich unter einer bestimmten mechanischen Festigkeit, je dicker die Durchstoßfestigkeit ist, desto besser. Die Porengröße und Porengröße des Diaphragmas hängen mit der Impedanz des Ionentransports zusammen. Wenn die Porengröße zu klein ist, erhöht dies die Ionenimpedanz. Wenn die Porengröße zu groß ist, kann es möglicherweise nicht in der Lage sein, das feine positive und negative Pulver vollständig zu isolieren, was leicht zu einem Kurzschluss führt oder von Lithiumdendriten durchdrungen wird.

(3) Einfluss des Elektrolytmaterials. Die Ionenleitfähigkeit und Viskosität des Elektrolyten hängen mit der Ionenimpedanz zusammen. Je größer die Ionenübertragungsimpedanz, desto größer der Innenwiderstand der Batterie und desto schwerwiegender die Polarisation beim Lade- und Entladevorgang.

(4) Einfluss von positivem PVDF-Material. Ein hoher PVDF-Anteil oder ein hohes Molekulargewicht führen auch zu einem hohen Innenwiderstand der Lithiumbatterie.

(5) Einfluss von positiv leitfähigem Material. Die Auswahl des Typs des leitfähigen Mittels ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, z. B. SP, KS, leitfähiger Graphit, CNT, Graphen usw. Aufgrund der unterschiedlichen Morphologie ist die Leitfähigkeitsleistung von Lithiumbatterien relativ unterschiedlich, es ist sehr wichtig, auszuwählen das leitfähige Mittel mit hoher Leitfähigkeit und geeignet für den Einsatz.

(6) der Einfluss von positiven und negativen Pol-Ohrmaterialien. Die Dicke des Polohrs ist dünn, die Leitfähigkeit ist schlecht, die Reinheit des verwendeten Materials ist nicht hoch, die Leitfähigkeit ist schlecht und der Innenwiderstand der Batterie ist hoch.

(7) die Kupferfolie ist oxidiert und schlecht verschweißt und das Aluminiumfolienmaterial weist eine schlechte Leitfähigkeit oder Oxid auf der Oberfläche auf, was auch zu einem hohen Innenwiderstand der Batterie führt.

Das Bild

Weitere Aspekte

(1) Abweichung des Innenwiderstandsprüfgeräts. Das Gerät sollte regelmäßig überprüft werden, um ungenaue Testergebnisse durch ungenaue Geräte zu vermeiden.

(2) Abnormaler Innenwiderstand der Batterie durch unsachgemäßen Betrieb.

(3) Schlechte Produktionsumgebung, wie z. B. mangelnde Kontrolle von Staub und Feuchtigkeit. Werkstattstaub überschreitet den Standard, führt zur Erhöhung des Innenwiderstands der Batterie, Selbstentladung verstärkt. Die Feuchtigkeit in der Werkstatt ist hoch und beeinträchtigt auch die Leistung der Lithiumbatterie.