L’ultimo passo nella produzione della batteria al litio è quello di classificare e vagliare la batteria al litio per garantire la consistenza del modulo batteria e le eccellenti prestazioni del modulo batteria. Come è noto, i moduli composti da batterie con elevata consistenza hanno una vita utile più lunga, mentre i moduli con scarsa consistenza sono soggetti a sovraccarica e sovrascarica a causa dell’effetto secchio e la loro attenuazione della durata della batteria è accelerata. Ad esempio, diverse capacità della batteria possono causare diverse profondità di scarica di ciascuna stringa di batterie. Le batterie con capacità ridotta e prestazioni scarse raggiungeranno in anticipo lo stato di carica completa. Di conseguenza, le batterie con grande capacità e buone prestazioni non possono raggiungere lo stato di carica completa. Le tensioni della batteria incoerenti fanno sì che ciascuna batteria in una stringa parallela si carichi a vicenda. La batteria con una tensione più alta carica la batteria con una tensione più bassa, che accelera il degrado delle prestazioni della batteria e consuma energia dell’intera stringa della batteria. Una batteria con un alto tasso di autoscarica ha una grande perdita di capacità. Tassi di autoscarica incoerenti causano differenze nello stato di carica e nella tensione delle batterie, influenzando le prestazioni delle stringhe di batterie. E così queste differenze di batteria, l’uso a lungo termine influenzerà la vita dell’intero modulo.

La foto

FIGURA. 1.OCV- tensione di esercizio – diagramma di tensione di polarizzazione

The battery classification and screening is to avoid the discharge of inconsistent batteries at the same time. The battery internal resistance and self-discharge test is a must. Generally speaking, battery internal resistance is divided into ohm internal resistance and polarization internal resistance. Ohm internal resistance consists of electrode material, electrolyte, diaphragm resistance and contact resistance of each part, including electronic impedance, ionic impedance and contact impedance. Polarization internal resistance refers to the resistance caused by polarization during electrochemical reaction, including electrochemical polarization internal resistance and concentration polarization internal resistance. The ohmic resistance of the battery is determined by the total conductivity of the battery, and the polarization resistance of the battery is determined by the solid phase diffusion coefficient of lithium ion in the electrode active material. In general, the internal resistance of lithium batteries is inseparable from the process design, the material itself, the environment and other aspects, which will be analyzed and interpreted below.

In primo luogo, la progettazione del processo

(1) Le formulazioni degli elettrodi positivi e negativi hanno un basso contenuto di agente conduttivo, con conseguente grande impedenza di trasmissione elettronica tra il materiale e il collettore, ovvero un’elevata impedenza elettronica. Le batterie al litio si riscaldano più velocemente. Tuttavia, questo è determinato dal design della batteria, ad esempio la batteria di alimentazione per tenere conto delle prestazioni della velocità, richiede una proporzione maggiore di agente conduttivo, adatta per carica e scarica a velocità elevata. La capacità della batteria è un po’ più capiente, la proporzione del materiale positivo e negativo sarà un po’ più alta. Queste decisioni vengono prese all’inizio della progettazione della batteria e non possono essere facilmente modificate.

(2) c’è troppo legante nella formula dell’elettrodo positivo e negativo. Il legante è generalmente un materiale polimerico (PVDF, SBR, CMC, ecc.) con elevate prestazioni di isolamento. Sebbene la maggiore proporzione di legante nel rapporto originale sia vantaggiosa per migliorare la resistenza allo strappo dei poli, è svantaggiosa per la resistenza interna. Nella progettazione della batteria per coordinare il rapporto tra legante e dosaggio del legante, che si concentrerà sulla dispersione del legante, cioè sul processo di preparazione dei liquami, per quanto possibile per garantire la dispersione del legante.

(3) Gli ingredienti non sono dispersi uniformemente, l’agente conduttivo non è completamente disperso e non si forma una buona struttura di rete conduttiva. Come mostrato nella Figura 2, A è il caso di scarsa dispersione dell’agente conduttivo e B è il caso di buona dispersione. Quando la quantità di agente conduttivo è la stessa, il cambiamento del processo di agitazione influenzerà la dispersione dell’agente conduttivo e la resistenza interna della batteria.

Figura 2. Scarsa dispersione dell’agente conduttivo (A) Dispersione uniforme dell’agente conduttivo (B)

(4) Il legante non è completamente dissolto ed esistono alcune particelle di micelle, con conseguente elevata resistenza interna della batteria. Indipendentemente dal processo di miscelazione a secco, semisecco o umido, è necessario che la polvere di legante sia completamente dissolta. Non possiamo perseguire troppo l’efficienza e ignorare l’esigenza oggettiva che il legante abbia bisogno di un certo tempo per dissolversi completamente.

(5) La densità di compattazione dell’elettrodo influirà sulla resistenza interna della batteria. La densità compatta della piastra dell’elettrodo è piccola e la porosità tra le particelle all’interno della piastra dell’elettrodo è elevata, il che non favorisce la trasmissione di elettroni e la resistenza interna della batteria è elevata. Quando il foglio dell’elettrodo viene compattato troppo, le particelle di polvere dell’elettrodo possono essere schiacciate e il percorso di trasmissione degli elettroni diventa più lungo dopo lo schiacciamento, il che non favorisce le prestazioni di carica e scarica della batteria. È importante scegliere la giusta densità di compattazione.

(6) Saldatura errata tra capocorda positivo e negativo e collettore di fluido, saldatura virtuale, elevata resistenza della batteria. Durante la saldatura devono essere selezionati parametri di saldatura appropriati e parametri di saldatura come potenza di saldatura, ampiezza e tempo devono essere ottimizzati tramite DOE e la qualità della saldatura deve essere giudicata dalla forza e dall’aspetto della saldatura.

(7) scarso avvolgimento o scarsa laminazione, lo spazio tra il diaframma, la piastra positiva e la piastra negativa è grande e l’impedenza ionica è grande.

(8) L’elettrolita della batteria non è completamente infiltrato negli elettrodi positivo e negativo e nel diaframma e la tolleranza di progettazione dell’elettrolita è insufficiente, il che porterà anche a una grande impedenza ionica della batteria.

(9) Il processo di formazione è scadente, la superficie dell’anodo di grafite SEI è instabile, influenzando la resistenza interna della batteria.

(10) Altri, come un imballaggio scadente, una scarsa saldatura delle orecchie dei poli, perdite dalla batteria e un elevato contenuto di umidità, hanno un grande impatto sulla resistenza interna delle batterie al litio.

Secondo, i materiali

(1) La resistenza dei materiali dell’anodo e dell’anodo è grande.

(2) Influenza del materiale del diaframma. Come lo spessore del diaframma, la dimensione della porosità, la dimensione dei pori e così via. Lo spessore è correlato alla resistenza interna, più sottile è la resistenza interna, in modo da ottenere una carica e una scarica ad alta potenza. Il più piccolo possibile con una certa resistenza meccanica, maggiore è la resistenza alla perforazione, migliore è. La dimensione dei pori e la dimensione dei pori del diaframma sono correlate all’impedenza del trasporto ionico. Se la dimensione dei pori è troppo piccola, aumenterà l’impedenza ionica. Se la dimensione dei pori è troppo grande, potrebbe non essere in grado di isolare completamente la polvere fine positiva e negativa, che porterà facilmente a cortocircuiti o verrà perforata dal dendrite di litio.

(3) Influenza del materiale elettrolitico. La conduttività ionica e la viscosità dell’elettrolita sono correlate all’impedenza ionica. Maggiore è l’impedenza di trasferimento ionico, maggiore è la resistenza interna della batteria e più grave è la polarizzazione nel processo di carica e scarica.

(4) Influenza del materiale PVDF positivo. Un’alta percentuale di PVDF o un alto peso molecolare porterà anche a un’elevata resistenza interna della batteria al litio.

(5) Influence of positive conductive material. The selection of the type of conductive agent is also key, such as SP, KS, conductive graphite, CNT, graphene, etc., due to the different morphology, the conductivity performance of lithium battery is relatively different, it is very important to select the conductive agent with high conductivity and suitable for use.

(6) l’influenza dei materiali dell’orecchio del polo positivo e negativo. Lo spessore dell’orecchio del polo è sottile, la conduttività è scarsa, la purezza del materiale utilizzato non è elevata, la conduttività è scarsa e la resistenza interna della batteria è elevata.

(7) il foglio di rame è ossidato e saldato male e il materiale del foglio di alluminio ha una scarsa conduttività o ossido sulla superficie, il che porterà anche a un’elevata resistenza interna della batteria.

La foto

Altri aspetti

(1) Deviazione interna dello strumento di prova di resistenza. Lo strumento deve essere controllato regolarmente per evitare risultati di test imprecisi causati da uno strumento impreciso.

(2) Resistenza interna anomala della batteria causata da un funzionamento improprio.

(3) Ambiente di produzione scadente, come il controllo allentato di polvere e umidità. La polvere di officina supera lo standard, porterà all’aumento della resistenza interna della batteria, autoscarica aggravata. L’umidità dell’officina è elevata, inoltre sarà dannosa per le prestazioni della batteria al litio.