Viimeinen vaihe litiumakun valmistuksessa on litiumakun lajittelu ja seulominen akkumoduulin johdonmukaisuuden ja akkumoduulin erinomaisen suorituskyvyn varmistamiseksi. Kuten kaikki tietävät, korkean konsistenssin omaavista akuista koostuvilla moduuleilla on pidempi käyttöikä, kun taas huonokuntoiset moduulit ovat alttiita ylilatautumaan ja purkautumaan kauhailmiön vuoksi, ja niiden akun käyttöiän vaimeneminen nopeutuu. Esimerkiksi erilaiset akun kapasiteetit voivat aiheuttaa kunkin akkusarjan erilaisen purkaussyvyyden. Pienen kapasiteetin ja huonon suorituskyvyn omaavat akut saavuttavat täyden lataustilan etukäteen. Tämän seurauksena suuren kapasiteetin ja hyvän suorituskyvyn omaavat akut eivät pääse täyteen lataustilaan. Epäjohdonmukaiset akkujännitteet saavat jokaisen rinnakkaisjonon akun lataamaan toisiaan. Korkeammalla jännitteellä oleva akku lataa akkua pienemmällä jännitteellä, mikä nopeuttaa akun suorituskyvyn heikkenemistä ja kuluttaa koko akkusarjan energiaa. Akulla, jolla on korkea itsepurkautumisnopeus, on suuri kapasiteettihäviö. Epäjohdonmukaiset itsepurkautumisnopeudet aiheuttavat eroja akkujen lataustilassa ja jännitteessä, mikä vaikuttaa akkujonojen suorituskykyyn. Ja niin nämä akun erot, pitkäaikainen käyttö vaikuttaa koko moduulin käyttöikään.

Kuva

KUVA. 1.OCV- käyttöjännite – polarisaatiojännitekaavio

Akkujen luokituksen ja turvatarkastuksen tarkoituksena on välttää epäjohdonmukaisten akkujen purkautuminen samanaikaisesti. Akun sisäinen vastus ja itsepurkautumistesti on pakollinen. Yleisesti ottaen akun sisäinen vastus on jaettu ohmin sisäiseen resistanssiin ja polarisaatiosisäiseen resistanssiin. Ohmin sisäinen resistanssi koostuu elektrodimateriaalista, elektrolyytistä, kalvovastuksesta ja kunkin osan kosketusresistanssista, mukaan lukien elektroninen impedanssi, ioniimpedanssi ja kosketusimpedanssi. Polarisaation sisäinen vastus viittaa polarisaation aiheuttamaan resistanssiin sähkökemiallisen reaktion aikana, mukaan lukien sähkökemiallisen polarisaation sisäinen vastus ja pitoisuuspolarisaation sisäinen vastus. Akun ohminen resistanssi määräytyy akun kokonaisjohtavuuden perusteella, ja akun polarisaatiovastus määräytyy litiumionin kiinteän faasin diffuusiokerroin elektrodin aktiivisessa materiaalissa. Yleensä litiumakkujen sisäinen vastus on erottamaton prosessin suunnittelusta, itse materiaalista, ympäristöstä ja muista näkökohdista, joita analysoidaan ja tulkitaan alla.

Ensinnäkin prosessisuunnittelu

(1) Positiivisissa ja negatiivisissa elektrodikoostumuksissa on alhainen johtavan aineen pitoisuus, mikä johtaa suureen elektronisen siirtoimpedanssiin materiaalin ja kollektorin välillä, eli korkeaan elektroniseen impedanssiin. Litiumparistot lämpenevät nopeammin. Tämä määräytyy kuitenkin akun suunnittelun mukaan, esimerkiksi teho-akku ottaa huomioon nopeuden suorituskyvyn, se vaatii suuremman osuuden johtavaa ainetta, joka sopii suuren nopeuden lataamiseen ja purkamiseen. Kapasiteetti akku on hieman enemmän kapasiteettia, positiivinen ja negatiivinen materiaalin osuus on hieman suurempi. Nämä päätökset tehdään akun suunnittelun alussa, eikä niitä ole helppo muuttaa.

(2) positiivisen ja negatiivisen elektrodin kaavassa on liikaa sideainetta. Sideaine on yleensä polymeerimateriaalia (PVDF, SBR, CMC jne.), jolla on vahva eristyskyky. Vaikka sideaineen suurempi osuus alkuperäisessä suhteessa on hyödyllistä parantaa napojen kuoriutumislujuutta, se on haitallista sisäiselle vastukselle. Akun suunnittelussa koordinoida sideaineen ja sideaineen annostussuhdetta, joka keskittyy sideaineen hajoamiseen eli lietteen valmistusprosessiin, niin pitkälle kuin mahdollista sideaineen leviämisen varmistamiseksi.

(3) Ainesosat eivät ole jakautuneet tasaisesti, johtava aine ei ole täysin dispergoitunut, eikä hyvää johtavaa verkkorakennetta muodostu. Kuten kuvassa 2 on esitetty, A on johtavan aineen huonon dispergoinnin tapaus ja B on hyvä dispersio. Kun johtavan aineen määrä on sama, sekoitusprosessin muutos vaikuttaa johtavan aineen dispersioon ja akun sisäiseen resistanssiin.

Kuva 2. Johtavan aineen huono dispersio (A) Johtavan aineen tasainen dispersio (B)

(4) Sideaine ei ole täysin liuennut, ja siinä on joitain misellipartikkeleita, mikä johtaa akun korkeaan sisäiseen vastukseen. Riippumatta kuivasekoituksesta, puolikuivasta sekoitusprosessista tai märkäsekoitusprosessista, sideainejauheen on oltava täysin liuenneet. Emme voi tavoittaa liikaa tehokkuutta ja sivuuttaa objektiivista vaatimusta, jonka mukaan sideaine tarvitsee tietyn ajan ollakseen täysin liuennut.

(5) Elektrodin tiivistystiheys vaikuttaa akun sisäiseen resistanssiin. Elektrodilevyn kompakti tiheys on pieni ja elektrodilevyn sisällä olevien hiukkasten välinen huokoisuus on korkea, mikä ei edistä elektronien siirtymistä, ja akun sisäinen vastus on korkea. Kun elektrodilevyä tiivistetään liikaa, elektrodijauhehiukkaset voivat murskattua liikaa ja elektronien siirtotie pitenee murskauksen jälkeen, mikä ei edistä akun lataus- ja purkauskykyä. On tärkeää valita oikea tiivistystiheys.

(6) Huono hitsaus positiivisen ja negatiivisen elektrodin korvakkeen ja nesteenkerääjän välillä, virtuaalinen hitsaus, korkea akun vastus. Hitsauksen aikana tulee valita sopivat hitsausparametrit ja optimoida hitsausparametrit, kuten hitsausteho, amplitudi ja aika, DOE:n avulla, ja hitsauksen laatua tulee arvioida hitsauslujuuden ja ulkonäön perusteella.

(7) huono käämitys tai huono laminointi, rako kalvon, positiivisen levyn ja negatiivisen levyn välillä on suuri ja ioniimpedanssi on suuri.

(8) Akun elektrolyytti ei ole täysin imeytynyt positiiviseen ja negatiiviseen elektrodiin ja kalvoon, ja elektrolyytin suunnitteluvara on riittämätön, mikä johtaa myös akun suureen ioniimpedanssiin.

(9) Muodostusprosessi on huono, grafiittianodipinnan SEI on epävakaa, mikä vaikuttaa akun sisäiseen resistanssiin.

(10) Muut, kuten huono pakkaus, napakorvien huono hitsaus, paristojen vuoto ja korkea kosteuspitoisuus, vaikuttavat suuresti litiumakkujen sisäiseen vastukseen.

Toiseksi materiaalit

(1) Anodin ja anodimateriaalien vastus on suuri.

(2) Kalvomateriaalin vaikutus. Kuten kalvon paksuus, huokoisuuskoko, huokoskoko ja niin edelleen. Paksuus liittyy sisäiseen resistanssiin, mitä ohuempi sisäinen vastus on pienempi, jotta saavutetaan korkea lataus ja purkaus. Mahdollisimman pieni tietyllä mekaanisella lujuudella, mitä paksumpi lävistyslujuus on sitä parempi. Kalvon huokoskoko ja huokoskoko liittyvät ionikuljetuksen impedanssiin. Jos huokoskoko on liian pieni, se lisää ionin impedanssia. Jos huokoskoko on liian suuri, se ei ehkä pysty eristämään hienojakoista positiivista ja negatiivista jauhetta kokonaan, mikä johtaa helposti oikosulkuun tai litiumdendriitin lävistämiseen.

(3) Elektrolyyttimateriaalin vaikutus. Elektrolyytin ioninjohtavuus ja viskositeetti liittyvät ioniimpedanssiin. Mitä suurempi ioninsiirtoimpedanssi on, sitä suurempi on akun sisäinen resistanssi ja sitä vakavampi polarisaatio lataus- ja purkausprosessissa.

(4) Positiivisen PVDF-materiaalin vaikutus. Suuri PVDF:n osuus tai korkea molekyylipaino johtaa myös litiumakun korkeaan sisäiseen vastukseen.

(5) Positiivisen johtavan materiaalin vaikutus. Johtavan aineen tyypin valinta on myös avainasemassa, kuten SP, KS, johtava grafiitti, CNT, grafeeni jne., erilaisen morfologian vuoksi litiumakun johtavuuskyky on suhteellisen erilainen, on erittäin tärkeää valita johtava aine, jolla on korkea johtavuus ja joka sopii käytettäväksi.

(6) positiivisten ja negatiivisten napojen korvamateriaalien vaikutus. Napakorvan paksuus on ohut, johtavuus on huono, käytetyn materiaalin puhtaus ei ole korkea, johtavuus on huono ja akun sisäinen vastus on korkea.

(7) kuparikalvo on hapettunut ja hitsattu huonosti, ja alumiinifoliomateriaalilla on huono johtavuus tai pinnalla on oksidia, mikä johtaa myös akun korkeaan sisäiseen vastukseen.

Kuva

Muut näkökohdat

(1) Sisäisen vastuksen testauslaitteen poikkeama. Laite tulee tarkastaa säännöllisesti, jotta vältetään epätarkkojen mittaustulosten aiheuttama epätarkka instrumentti.

(2) Epänormaali akun sisäinen vastus, joka johtuu väärästä toiminnasta.

(3) Huono tuotantoympäristö, kuten pölyn ja kosteuden löysä hallinta. Työpajapöly ylittää standardin, johtaa akun sisäisen vastuksen kasvuun, itsepurkautuminen pahentaa. Workshop kosteus on korkea, on myös haitallista litiumakun suorituskykyä.