A lítium akkumulátor gyártásának utolsó lépése a lítium akkumulátor osztályozása és átvilágítása, hogy biztosítsa az akkumulátormodul konzisztenciáját és az akkumulátormodul kiváló teljesítményét. Mint ismeretes, a nagy konzisztenciájú akkumulátorokból álló modulok élettartama hosszabb, míg a rossz konzisztenciájú modulok a vödörhatás miatt hajlamosak a túltöltésre és a túlkisülésre, valamint az akkumulátor élettartamának csillapítása is felgyorsul. Például a különböző akkumulátorkapacitások az egyes akkumulátorsorok eltérő kisülési mélységét okozhatják. A kis kapacitású és gyenge teljesítményű akkumulátorok előre elérik a teljes töltöttségi állapotot. Emiatt a nagy kapacitású és jó teljesítményű akkumulátorok nem érik el a teljes töltöttségi állapotot. Az inkonzisztens akkumulátorfeszültségek hatására az egyes párhuzamos láncokban lévő akkumulátorok feltöltik egymást. A nagyobb feszültségű akkumulátor alacsonyabb feszültséggel tölti az akkumulátort, ami felgyorsítja az akkumulátor teljesítményének romlását és a teljes akkumulátorsor energiáját fogyasztja. A nagy önkisülési arányú akkumulátor nagy kapacitásveszteséggel jár. Az inkonzisztens önkisülési arány különbségeket okoz az akkumulátorok töltöttségi állapotában és feszültségében, ami befolyásolja az akkumulátorsorok teljesítményét. És így ezek az akkumulátor különbségek, a hosszú távú használat hatással lesz az egész modul élettartamára.

A kép

ÁBRA. 1.OCV- üzemi feszültség – polarizációs feszültség diagram

Az akkumulátorok besorolása és átvizsgálása arra irányul, hogy elkerüljük az inkonzisztens akkumulátorok egyidejű kisülését. Az akkumulátor belső ellenállásának és önkisülési tesztjének elvégzése kötelező. Általánosságban elmondható, hogy az akkumulátor belső ellenállását ohmos belső ellenállásra és polarizációs belső ellenállásra osztják. Az ohmos belső ellenállás az elektróda anyagából, az elektrolitból, a membránellenállásból és az egyes részek érintkezési ellenállásából áll, beleértve az elektronikus impedanciát, az ionos impedanciát és az érintkezési impedanciát. A polarizációs belső ellenállás az elektrokémiai reakció során bekövetkező polarizáció által okozott ellenállásra utal, beleértve az elektrokémiai polarizációs belső ellenállást és a koncentrációs polarizációs belső ellenállást. Az akkumulátor ohmos ellenállását az akkumulátor teljes vezetőképessége, az akkumulátor polarizációs ellenállását pedig az elektróda aktív anyagában lévő lítium-ion szilárd fázisú diffúziós együtthatója határozza meg. Általánosságban elmondható, hogy a lítium akkumulátorok belső ellenállása elválaszthatatlan a folyamat tervezésétől, magától az anyagtól, a környezettől és egyéb szempontoktól, amelyeket az alábbiakban elemzünk és értelmezünk.

Először is a folyamattervezés

(1) A pozitív és negatív elektródák alacsony vezetőanyag-tartalommal rendelkeznek, ami nagy elektronikus átviteli impedanciát eredményez az anyag és a kollektor között, azaz nagy az elektronikus impedancia. A lítium akkumulátorok gyorsabban felmelegszenek. Ezt azonban az akkumulátor kialakítása határozza meg, például a teljesítmény akkumulátor figyelembe veszi a sebességteljesítményt, nagyobb arányú vezetőképes anyagot igényel, amely alkalmas nagy sebességű töltésre és kisütésre. Kapacitás akkumulátor egy kicsit nagyobb kapacitású, pozitív és negatív anyag aránya lesz egy kicsit nagyobb. Ezeket a döntéseket az akkumulátor tervezésének kezdetén hozzák meg, és nem lehet könnyen megváltoztatni.

(2) túl sok kötőanyag van a pozitív és negatív elektród képletben. A kötőanyag általában erős szigetelőképességű polimer anyag (PVDF, SBR, CMC stb.). A kötőanyag eredeti arányban való nagyobb aránya ugyan előnyös a pólusok csupaszítószilárdságának javítására, de hátrányos a belső ellenállásra nézve. Az akkumulátor tervezésében a kötőanyag és a kötőanyag-adagolás közötti kapcsolat koordinálása, amely a kötőanyag diszperziójára, azaz a hígtrágya-előkészítési folyamatra összpontosít, amennyire lehetséges, hogy biztosítsa a kötőanyag eloszlását.

(3) Az összetevők nem egyenletesen oszlanak el, a vezetőanyag nincs teljesen szétoszlatva, és nem alakul ki jó vezetőképes hálózati struktúra. A 2. ábrán látható módon A a vezetőképes anyag gyenge diszperziója, B pedig a jó diszperzió esete. Ha a vezetőanyag mennyisége megegyezik, a keverési folyamat változása befolyásolja a vezetőképes anyag diszperzióját és az akkumulátor belső ellenállását.

2. ábra: A vezetőképes közeg gyenge diszperziója (A) A vezetőanyag egyenletes diszperziója (B)

(4) A kötőanyag nem oldódott fel teljesen, és vannak benne micellarészecskék, ami nagy belső ellenállást eredményez az akkumulátorban. Száraz keveréstől, félszáraz keveréstől vagy nedves keverési eljárástól függetlenül a kötőanyagpornak teljesen fel kell oldódnia. Nem törekedhetünk túlságosan a hatékonyságra, és nem hagyhatjuk figyelmen kívül azt az objektív követelményt, hogy a kötőanyagnak bizonyos időre van szüksége a teljes feloldódáshoz.

(5) Az elektróda tömörítési sűrűsége befolyásolja az akkumulátor belső ellenállását. Az elektródalemez kompakt sűrűsége kicsi, és az elektródalemezen belüli részecskék közötti porozitás nagy, ami nem kedvez az elektronok átvitelének, és az akkumulátor belső ellenállása magas. Ha az elektródalap túlságosan össze van tömörítve, az elektródapor részecskéi túlnyomódhatnak, és az elektronátbocsátási út meghosszabbodik a zúzás után, ami nem kedvez az akkumulátor töltési és kisütési teljesítményének. Fontos a megfelelő tömörítési sűrűség kiválasztása.

(6) Rossz hegesztés a pozitív és negatív elektróda füle és a folyadékgyűjtő között, virtuális hegesztés, nagy akkumulátor-ellenállás. A hegesztés során meg kell választani a megfelelő hegesztési paramétereket, és a hegesztési paramétereket, például a hegesztési teljesítményt, amplitúdót és időt a DOE-n keresztül optimalizálni kell, a hegesztés minőségét pedig a hegesztési szilárdság és megjelenés alapján kell megítélni.

(7) rossz tekercselés vagy rossz laminálás, a membrán, a pozitív lemez és a negatív lemez közötti rés nagy, és az ionimpedancia nagy.

(8) Az akkumulátor elektrolitja nincs teljesen beszivárogva a pozitív és negatív elektródákba és a membránba, és az elektrolit tervezési ráhagyása nem elegendő, ami szintén az akkumulátor nagy ionimpedanciájához vezet.

(9) A képződési folyamat gyenge, a grafitos anódfelület SEI instabil, ami befolyásolja az akkumulátor belső ellenállását.

(10) Mások, mint például a rossz csomagolás, a pólusfülek rossz hegesztése, az akkumulátor szivárgása és a magas nedvességtartalom, nagy hatással vannak a lítium akkumulátorok belső ellenállására.

Másodszor, anyagok

(1) Az anód és az anódanyagok ellenállása nagy.

(2) A membrán anyagának hatása. Például a membrán vastagsága, a porozitás mérete, a pórusméret és így tovább. A vastagság a belső ellenálláshoz kapcsolódik, minél vékonyabb a belső ellenállás, annál kisebb, hogy nagy teljesítményű töltést és kisütést érjünk el. Minél kisebb egy bizonyos mechanikai szilárdság mellett, minél vastagabb a szúrószilárdság, annál jobb. A membrán pórusmérete és pórusmérete összefügg az iontranszport impedanciájával. Ha a pórusméret túl kicsi, az növeli az ionimpedanciát. Ha a pórusméret túl nagy, előfordulhat, hogy nem tudja teljesen elkülöníteni a finom pozitív és negatív port, ami könnyen rövidzárlathoz vezet, vagy átszúrja a lítium-dendrit.

(3) Az elektrolit anyagának hatása. Az elektrolit ionvezetőképessége és viszkozitása összefügg az ionimpedanciával. Minél nagyobb az ionátviteli impedancia, annál nagyobb az akkumulátor belső ellenállása, és annál komolyabb a polarizáció a töltési és kisütési folyamatban.

(4) A pozitív PVDF anyag hatása. A PVDF nagy aránya vagy a nagy molekulatömeg a lítium akkumulátor nagy belső ellenállásához is vezet.

(5) A pozitív vezető anyag hatása. A vezetőképes anyag típusának kiválasztása is kulcsfontosságú, mint például SP, KS, vezetőképes grafit, CNT, grafén stb., az eltérő morfológiából adódóan a lítium akkumulátor vezetőképessége viszonylag eltérő, nagyon fontos a választás a nagy vezetőképességű és használatra alkalmas vezetőképes szer.

(6) a pozitív és negatív pólusfül anyagok hatása. A pólusfül vastagsága vékony, a vezetőképesség rossz, a felhasznált anyag tisztasága nem magas, a vezetőképesség rossz, és az akkumulátor belső ellenállása magas.

(7) a rézfólia oxidálódott és rosszul hegesztett, és az alumíniumfólia anyagának rossz vezetőképessége vagy oxidja van a felületen, ami szintén az akkumulátor nagy belső ellenállásához vezet.

A kép

Egyéb szempontok

(1) A belső ellenállást vizsgáló műszer eltérése. A műszert rendszeresen ellenőrizni kell, hogy elkerüljük a pontatlan műszer okozta pontatlan vizsgálati eredményeket.

(2) Az akkumulátor belső ellenállása a nem megfelelő működés miatt.

(3) Rossz gyártási környezet, például a por és a nedvesség laza ellenőrzése. A műhelypor meghaladja a szabványt, az akkumulátor belső ellenállásának növekedéséhez vezet, ami súlyosbítja az önkisülést. A műhelyben magas a nedvességtartalom, ami szintén rontja a lítium akkumulátor teljesítményét.