With the use of lithium batteries, battery performance continues to decay, mainly as capacity decay, internal resistance increase, power drop, etc. The change of battery internal resistance is affected by various usage conditions such as temperature and discharge depth. Therefore, the factors that affect the internal resistance of the battery are described in terms of battery structure design, raw material performance, manufacturing process and use conditions.

Is í an fhriotaíocht an fhriotaíocht a fhaigheann an ceallraí litiam nuair a shreabhann an sruth laistigh den cheallraí agus í ag obair. Go ginearálta, roinntear friotaíocht inmheánach cadhnraí litiam i bhfriotaíocht inmheánach ohmach agus friotaíocht inmheánach polaraithe. Tá an fhriotaíocht inmheánach ohmach comhdhéanta d’ábhar leictreoid, leictrilít, friotaíocht scairt agus friotaíocht teagmhála gach cuid. Tagraíonn friotaíocht inmheánach polaraithe don fhriotaíocht a bhíonn mar thoradh ar pholarú le linn imoibriú leictriceimiceach, lena n-áirítear friotaíocht inmheánach polaraithe leictriceimiceach agus friotaíocht inmheánach polaraithe tiúchana. Déantar friotaíocht inmheánach ohmach na ceallraí a chinneadh ag seoltacht iomlán na ceallraí, agus déantar friotaíocht inmheánach polaraithe na ceallraí a chinneadh ag comhéifeacht idirleathadh chéim sholadach na n-ian litiam san ábhar gníomhach leictreoid.

Friotaíocht Ohm

Tá an fhriotaíocht ohmach roinnte ina thrí chuid den chuid is mó, impedance ianach amháin, impedance leictreonach an ceann eile, agus an tríú ceann impedance teagmhála. Tá súil againn go bhfuil friotaíocht inmheánach na ceallraí litiam chomh beag agus is féidir, agus mar sin caithfimid bearta sonracha a ghlacadh chun an fhriotaíocht inmheánach ohmach do na trí earra seo a laghdú.

Impedance ian

Lithium battery ion resistance refers to the resistance to the transmission of lithium ions inside the battery. In a lithium battery, the lithium ion migration speed and the electron conduction speed play an equally important role, and the ion resistance is mainly affected by the positive and negative electrode materials, the separator, and the electrolyte. To reduce ion impedance, you need to do the following:

A chinntiú go bhfuil infhliuchtacht mhaith ag na hábhair dearfacha agus diúltacha agus an leictrilít

Is gá dlús comhbhrú oiriúnach a roghnú agus an píosa cuaille á dhearadh. Má tá an dlús comhbhrúite ró-mhór, ní furasta an leictrilít a insíothlú, rud a mhéadóidh friotaíocht na n-ian. Maidir leis an bpíosa cuaille diúltach, má tá an scannán SEI a foirmíodh ar dhromchla an ábhair ghníomhaigh le linn an chéad luchtaithe agus scaoilte amach ró-tiubh, méadóidh sé an fhriotaíocht ian freisin. Ag an am seo, is gá próiseas foirmithe na ceallraí a choigeartú chun é a réiteach.

Tionchar leictrilít

Caithfidh an tiúchan, an slaodacht agus an seoltacht iomchuí a bheith ag an leictrilít. Nuair a bhíonn slaodacht an leictrilít ró-ard, ní chabhródh sé leis an insíothlú idir an leictrilít agus ábhair ghníomhacha na leictreoidí dearfacha agus diúltacha. Ag an am céanna, tá tiúchan íseal ag teastáil ón leictrilít freisin, ní chabhródh tiúchan ró-ard lena sreabhadh agus lena insíothlú. Is é seoltacht an leictrilít an fachtóir is tábhachtaí a théann i bhfeidhm ar fhriotaíocht ian, a chinneann imirce ian.

Tionchar an scairt ar fhriotaíocht ian

The main influencing factors of the diaphragm on the ion resistance are: electrolyte distribution in the diaphragm, diaphragm area, thickness, pore size, porosity, and tortuosity coefficient. For ceramic diaphragms, it is also necessary to prevent ceramic particles from blocking the pores of the diaphragm, which is not conducive to the passage of ions. While ensuring that the electrolyte is fully infiltrated into the diaphragm, there should be no excess electrolyte remaining in it, which reduces the efficiency of the electrolyte.

Impedance leictreonach

Tá go leor fachtóirí tionchair ag impedance leictreonach, ar féidir iad a fheabhsú ó ghnéithe mar ábhair agus próisis.

Plátaí dearfacha agus diúltacha

The main factors affecting the electronic impedance of the positive and negative plates are: the contact between the active material and the current collector, the factors of the active material itself, and the parameters of the plate. The active material should be in full contact with the current collector surface, which can be considered from the current collector copper foil, aluminum foil base material, and the adhesion of the positive and negative electrode pastes. The porosity of the living material itself, the by-products on the surface of the particles, and the uneven mixing with the conductive agent, etc., will cause the electronic impedance to change. Polar plate parameters such as the density of living matter is too small, the gap between the particles is too large, which is not conducive to electron conduction.

Scairt

Is iad na príomhfhachtóirí a théann i bhfeidhm ar impedance leictreonach an scairt: tiús scairt, porosity, agus seachtháirgí sa phróiseas luchtaithe agus scaoilte. Tá an chéad dá furasta a thuiscint. Tar éis an ceallraí a dhíchumadh, is minic a aimsítear sraith tiubh d’ábhar donn ar an deighilteoir, lena n-áirítear an leictreoid dhiúltach graifíte agus a seachtháirgí imoibriúcháin, a chuirfidh bac ar phiocháin an scairt agus a laghdóidh saol seirbhíse na ceallraí.

Foshraith bhailitheora reatha

Bíonn tionchar ag ábhar, tiús, leithead an bhailitheora reatha agus an méid teagmhála leis na cluaisíní ar an mbacainn leictreonach. Caithfidh an bailitheoir reatha foshraith nach bhfuil ocsaídithe agus éighníomhach a roghnú, ar shlí eile beidh tionchar aige ar an impedance. Beidh tionchar ag táthú lag idir scragall copair agus alúmanam agus cluaisíní ar impedance leictreonach.

Friotaíocht teagmhála

Cruthaítear an fhriotaíocht teagmhála idir an teagmháil idir an scragall copair agus alúmanaim agus an t-ábhar gníomhach, agus is gá aird a thabhairt ar greamaitheacht na ngreamanna leictreoid dearfacha agus diúltacha.

Friotaíocht inmheánach polaraithe

Nuair a théann sruth trí na leictreoidí, tugtar polarú leictreoid ar an bhfeiniméan a chlaonann acmhainn an leictreoid ó acmhainneacht an leictreoid chothromaíochta. Cuimsíonn polarú polarú ohmach, polarú leictriceimiceach agus polarú tiúchana. Tagraíonn friotaíocht polaraithe don fhriotaíocht inmheánach de bharr polarú an leictreoid dhearfaigh agus leictreoid dhiúltach na ceallraí le linn an imoibrithe leictriceimiceach. Féadann sé comhsheasmhacht inmheánach na ceallraí a léiriú, ach níl sé oiriúnach le haghaidh táirgeachta mar gheall ar thionchar na hoibríochta agus an mhodha. Níl an fhriotaíocht pholaraithe inmheánach seasmhach, agus athraíonn sé le ham le linn an phróisis luchtaithe agus scaoilte. Tá sé seo toisc go bhfuil comhdhéanamh an ábhair ghníomhaigh, tiúchan agus teocht an leictrilít ag athrú i gcónaí. Géilleann an fhriotaíocht inmheánach ohmach do dhlí Ohm, agus méadaíonn an fhriotaíocht inmheánach polaraithe le méadú an dlúis reatha, ach ní caidreamh líneach í. Is minic a mhéadaíonn sé go líneach de réir mar a mhéadaíonn logarithm an dlúis reatha.

Tionchar dearadh struchtúrach

I ndearadh struchtúr na ceallraí, i dteannta le struchtúr an cheallraí féin a riveting agus a tháthú, bíonn tionchar díreach ag líon, méid agus suíomh na gcluaisíní ceallraí ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Go pointe áirithe, is féidir friotaíocht inmheánach na ceallraí a laghdú go héifeachtach trí líon na gcluaisíní a mhéadú. Bíonn tionchar ag suíomh na gcluaisíní ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Is í friotaíocht inmheánach na ceallraí créachta leis an suíomh cluaisín ag ceann na bpíosaí cuaille dearfacha agus diúltacha is mó. I gcomparáid leis an gceallraí créachta, tá an ceallraí lannaithe comhionann le mórán cadhnraí beaga i gcomhthreo. , Tá a fhriotaíocht inmheánach níos lú.

Tionchar feidhmíochta amhábhar

Positive and negative active materials

I gcadhnraí litiam, is é an t-ábhar dearfach leictreoid an taobh stórála litiam, a chinneann feidhmíocht na ceallraí litiam níos mó. Feabhsaíonn an t-ábhar dearfach leictreoid an seoltacht leictreonach idir cáithníní go príomha trí sciath agus dópáil. Mar shampla, trí dhópáil le Ni, neart an bhanna PO a fheabhsú, struchtúr LiFePO4 / C a chobhsú, an méid cille a bharrfheabhsú, agus féadann sé friotaíocht aistrithe muirir an ábhair leictreoid dhearfach a laghdú go héifeachtach. Is é an méadú suntasach ar pholarú gníomhachtaithe, go háirithe polarú gníomhachtaithe an leictreoid dhiúltaigh, an chúis is mó leis an bpolarú tromchúiseach. Trí mhéid na gcáithníní san leictreoid dhiúltach a laghdú, is féidir polaraíocht ghníomhach an leictreoid dhiúltaigh a laghdú go héifeachtach. Nuair a dhéantar méid na gcáithníní céime soladacha den leictreoid dhiúltach a laghdú faoi leath, is féidir an polaraíocht ghníomhach a laghdú 45%. Dá bhrí sin, maidir le dearadh ceallraí, tá taighde ar fheabhsú na n-ábhar dearfach agus diúltach féin fíor-riachtanach freisin.

Gníomhaire seoltaí

Úsáidtear graifít agus carbón dubh go forleathan i réimse na gcadhnraí litiam mar gheall ar a n-airíonna maithe. I gcomparáid le gníomhaire seoltaí bunaithe ar ghraifít, tá feidhmíocht ráta ceallraí níos fearr ag an leictreoid dhearfach le gníomhaire seoltaí carbón-bhunaithe, toisc go bhfuil moirfeolaíocht cáithníní flaky ag gníomhaire seoltaí bunaithe ar ghraifít, rud a fhágann go bhfuil méadú mór ar chéasadh pore ag ráta mór, agus Is furasta tarlú idirleathadh chéim leachta Li An feiniméan a chuireann an próiseas teorainn leis an gcumas scaoilte. Tá friotaíocht inmheánach níos ísle ag an gceallraí le CNTanna curtha leis, mar gheall ar an teagmháil pointe idir graifít / carbón dubh agus an t-ábhar gníomhach, tá na nanaibubáin charbóin shnáithíneacha i dteagmháil líne leis an ábhar gníomhach, rud a fhéadann impedance comhéadan na ceallraí a laghdú.

Bailitheoir reatha

Is bealaí tábhachtacha iad feidhmíocht na gcadhnraí litiam a fheabhsú an fhriotaíocht comhéadain idir an bailitheoir reatha agus an t-ábhar gníomhach a laghdú agus an neart nasctha idir an dá cheann a fheabhsú. Is féidir le sciath sciath carbóin seoltaí ar dhromchla an scragall alúmanaim agus cóireáil corónach ar an scragall alúmanaim impedance comhéadan na ceallraí a laghdú go héifeachtach. I gcomparáid le gnáth scragall alúmanaim, féadann úsáid scragall alúmanaim atá brataithe le carbón friotaíocht inmheánach na ceallraí a laghdú thart ar 65%, agus féadann sé an méadú ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí a laghdú le linn úsáide. Is féidir friotaíocht inmheánach AC scragall alúmanaim cóireáilte le corónach a laghdú thart ar 20%. Sa raon SOC 20% ~ 90% a úsáidtear go coitianta, tá friotaíocht inmheánach foriomlán DC réasúnta beag agus tá an méadú níos lú de réir a chéile de réir mar a mhéadaíonn doimhneacht an urscaoilte.

Scairt

The ion conduction inside the battery depends on the diffusion of Li ions in the electrolyte through the porous diaphragm. The liquid absorption and wetting ability of the diaphragm is the key to forming a good ion flow channel. When the diaphragm has a higher liquid absorption rate and porous structure, it can be improved. Conductivity reduces battery impedance and improves battery rate performance. Compared with ordinary base membranes, ceramic diaphragms and rubber-coated diaphragms can not only greatly improve the high temperature shrinkage resistance of the diaphragm, but also enhance the liquid absorption and wetting ability of the diaphragm. The addition of SiO2 ceramic coating on the PP diaphragm can make the diaphragm absorb liquid The volume increased by 17%. Coating 1μm PVDF-HFP on the PP/PE composite diaphragm, the liquid absorption rate of the diaphragm is increased from 70% to 82%, and the internal resistance of the cell is reduced by more than 20%.

Ó na gnéithe de phróisis déantúsaíochta agus dálaí úsáide, áirítear go príomha na tosca a mbíonn tionchar acu ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí:

Bíonn tionchar ag fachtóirí próisis

Pulping

Bíonn tionchar ag aonfhoirmeacht an scaipthe sciodair le linn meascadh an féidir an gníomhaire seoltaí a scaipeadh go haonfhoirmeach san ábhar gníomhach i ndlúth-thadhall leis, a bhaineann le friotaíocht inmheánach na ceallraí. Trí mhéadú a dhéanamh ar an scaipeadh ardluais, is féidir aonfhoirmeacht an scaipthe sciodair a fheabhsú, agus beidh friotaíocht inmheánach na ceallraí níos lú. Trí surfactant a chur leis, is féidir aonfhoirmeacht dháileadh an ghníomhaire seoltaí san leictreoid a fheabhsú, agus is féidir an polaraíocht leictriceimiceach a laghdú agus an voltas urscaoilte airmheánach a mhéadú.

Cumhdach

Tá dlús ceantair ar cheann de na príomh-pharaiméadair i ndearadh ceallraí. Nuair a bhíonn toilleadh na ceallraí seasmhach, is cinnte go laghdóidh dlús dromchla na bpíosaí cuaille fad iomlán an bhailitheora reatha agus an scairt, agus laghdóidh friotaíocht ohmach na ceallraí dá réir. Dá bhrí sin, laistigh de raon áirithe, Laghdaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí de réir mar a mhéadaíonn dlús an réimse. Tá dlúthbhaint ag imirce agus scaradh móilíní tuaslagóra le linn sciath agus triomú le teocht an oigheann, a théann i bhfeidhm go díreach ar dháileadh ceanglóra agus oibreáin seoltaí sa phíosa cuaille, agus a théann i bhfeidhm ansin ar fhoirmiú na heangaí seoltaí taobh istigh den phíosa cuaille. Dá bhrí sin, an próiseas sciath agus triomú Is próiseas tábhachtach é teocht freisin chun feidhmíocht ceallraí a bharrfheabhsú.

Rolling

Go pointe áirithe, laghdaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí de réir mar a mhéadaíonn an dlús comhbhrú. Toisc go méadaíonn an dlús comhbhrúite, laghdaíonn an fad idir na cáithníní amhábhar. An níos mó teagmhála idir na cáithníní, na droichid agus na cainéil níos seoltaí, agus an ceallraí Laghdaítear an impedance. Déantar rialú ar dhlús comhbhrúite go príomha trí thiús rollta. Bíonn tionchar níos mó ag tiús rollta éagsúla ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Nuair a bhíonn an tiús rollta mór, méadaíonn an fhriotaíocht teagmhála idir an t-ábhar gníomhach agus an bailitheoir reatha mar gheall ar mhainneachtain an ábhair ghníomhaigh a rolladh go docht, agus méadaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí. Tar éis an ceallraí a rothaíocht, gintear scoilteanna ar dhromchla dearfach leictreoid na ceallraí le tiús rollta réasúnta tiubh, rud a mhéadóidh an fhriotaíocht teagmhála idir ábhar gníomhach dromchla an phíosa cuaille agus an bailitheoir reatha.

Am slánúcháin píosa cuaille

Bíonn tionchar níos mó ag an seilfré dhifriúil atá ag an leictreoid dhearfach ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Nuair a bhíonn an t-am seilf gearr, méadóidh friotaíocht inmheánach na ceallraí go mall mar gheall ar éifeacht na sraithe sciath carbóin ar dhromchla an fosfáit iarainn litiam agus an fosfáit iarainn litiam; Nuair a fhágtar an ceallraí ar feadh i bhfad (níos mó ná 23h), méadaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí go suntasach mar gheall ar éifeacht chomhcheangailte imoibriú fosfáit iarainn litiam le huisce agus greamaitheacht an ghreamaitheacha. Dá bhrí sin, is gá rialú docht a dhéanamh ar am slánúcháin píosaí cuaille sa táirgeadh iarbhír.

Instealladh leachtach

Cinneann seoltacht ianach an leictrilít tréithe friotaíochta inmheánacha agus rátaí na ceallraí. Tá seoltacht an leictrilít comhréireach go contrártha le slaodacht an tuaslagóra, agus tá tionchar aige freisin ar thiúchan salann litiam agus ar mhéid na n-ainíní. Chomh maith leis an taighde optamaithe ar an seoltacht, bíonn tionchar díreach ag toirt an insteallta agus an t-am insíothlaithe tar éis an insteallta ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Cuirfidh méid beag insteallta nó dóthain ama insíothlaithe faoi deara go mbeidh friotaíocht inmheánach na ceallraí ró-mhór, agus ar an gcaoi sin beidh tionchar aige ar an gceallraí An cumas a imirt.

Tionchar na gcoinníollacha úsáide

teocht

Is léir tionchar na teochta ar an bhfriotaíocht inmheánach. An níos ísle an teocht, an níos moille an tarchur ian laistigh den cheallraí agus is mó friotaíocht inmheánach na ceallraí. Is féidir impedance ceallraí a roinnt ina mór-impedance, impedance membrane SEI, agus impedance aistriú muirir. Bíonn seoltacht ianach leictrilít go príomha i bhfeidhm ar an mór-impedance agus impedance membrane SEI, agus tá an treocht athraithe ag teocht íseal comhsheasmhach le treocht athraithe seoltachta leictrilít. I gcomparáid leis an méadú ar impedance mórchóir agus friotaíocht scannáin SEI ag teochtaí ísle, méadaíonn an impedance imoibriú luchtaithe níos suntasaí leis an laghdú ar theocht. Faoi bhun -20 ° C, is ionann an impedance imoibriú luchtaithe agus beagnach 100% de fhriotaíocht inmheánach iomlán na ceallraí.

SOC

Nuair a bhíonn an ceallraí i SOC difriúil, tá a fhriotaíocht inmheánach difriúil freisin, go háirithe bíonn tionchar díreach ag friotaíocht inmheánach DC ar fheidhmíocht chumhachta na ceallraí, agus ansin léiríonn sí feidhmíocht na ceallraí sa stát iarbhír: athraíonn friotaíocht inmheánach DC na ceallraí litiam le doimhneacht urscaoilte DOD na ceallraí Ní athraítear an fhriotaíocht inmheánach go bunúsach san eatramh urscaoilte 10% ~ 80%. De ghnáth, méadaíonn an fhriotaíocht inmheánach go suntasach ag doimhneacht urscaoilte níos doimhne.

stórála

De réir mar a mhéadaíonn am stórála cadhnraí litiam-ian, leanann na cadhnraí ag dul in aois, agus leanann a bhfriotaíocht inmheánach ag méadú. Tá leibhéil éagsúla athraithe ar fhriotaíocht inmheánach ag cineálacha éagsúla cadhnraí litiam. Tar éis tréimhse fhada stórála ar feadh 9-10 mí, tá ráta méadaithe friotaíochta inmheánach cadhnraí LFP níos airde ná ráta cadhnraí NCA agus NCM. Tá baint ag an ráta méadaithe friotaíochta inmheánaigh le ham stórála, teocht stórála agus SOC stórála

timthriall

Cibé an stóráil nó an rothaíocht é, tá an éifeacht chéanna ag an teocht ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Dá airde teocht an timthrialla, is mó an ráta méadaithe friotaíochta inmheánaigh. Tá éifeachtaí difriúla ag eatraimh rothaíochta éagsúla ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí. Méadaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí le méadú ar dhoimhneacht an mhuirir agus an urscaoilte, agus tá méadú na friotaíochta inmheánaí comhréireach leis an méadú ar dhoimhneacht an mhuirir agus an urscaoilte. Chomh maith le tionchar dhoimhneacht an mhuirir agus an urscaoilte sa timthriall, tá tionchar ag an voltas scoite muirir freisin: méadóidh uasteorainn ró-íseal nó ró-ard an voltais luchtaithe impedance comhéadan an leictreoid, agus a ní féidir scannán pasivation a fhoirmiú go maith faoi voltas uasteorainn ró-íseal, agus cuirfidh uasteorainn voltais ró-ard faoi deara go ndéanfaidh an leictrilít ocsaídiú agus dianscaoileadh ar dhromchla an leictreoid LiFePO4 chun táirgí a bhfuil seoltacht leictreach íseal acu a fhoirmiú.

eile

Is cinnte go mbeidh droch-choinníollacha bóthair ag cadhnraí litiam atá suite ar fheithiclí in iarratais phraiticiúla, ach fuair staidéir amach nach bhfuil aon éifeacht beagnach ag timpeallacht chreathadh na ceallraí litiam ar fhriotaíocht inmheánach na ceallraí litiam le linn an phróisis iarratais.

Outlook

Is paraiméadar tábhachtach í friotaíocht inmheánach chun feidhmíocht chumhachta litiam-ian a thomhas agus saol na ceallraí a mheas. An níos mó an fhriotaíocht inmheánach, is measa feidhmíocht ráta na ceallraí, agus an níos tapa a mhéadaíonn sé le linn stórála agus athchúrsála. Tá baint ag an bhfriotaíocht inmheánach le struchtúr ceallraí, tréithe ábhair ceallraí agus an próiseas monaraíochta, agus athraíonn sé le hathruithe ar an teocht chomhthimpeallach agus ar an staid luchtaithe. Dá bhrí sin, is í forbairt cadhnraí ísealfhriotaíochta inmheánaí an eochair chun feidhmíocht chumhachta ceallraí a fheabhsú, agus ag an am céanna, tá tábhacht phraiticiúil an-tábhachtach ag máistreacht a dhéanamh ar dhlíthe athraitheacha fhriotaíocht inmheánach ceallraí maidir le tuar shaol na ceallraí.