Bi karanîna bataryayên lîtiumê re, performansa batterê her ku diçe xirab dibe, nemaze wekî hilweşîna kapasîteyê, zêdebûna berxwedana hundurîn, daketina hêzê, hwd. Ji ber vê yekê, faktorên ku bandorê li berxwedana navxweyî ya pîlê dikin di warê sêwirana avahiya batterê, performansa madeya xav, pêvajoya çêkirinê û şert û mercên karanîna de têne diyar kirin.

Berxwedan berxwedana ku pîlê lîtiumê distîne dema ku di hundurê pîlê diherike dema ku ew dixebite. Bi gelemperî, berxwedana navxweyî ya bataryayên lîtium li berxwedana hundurê ohmîk û berxwedana navxweyî ya polarîzasyonê tê dabeş kirin. Berxwedana navxweyî ya ohmîk ji materyalê elektrodê, elektrolît, berxwedana diafragmê û berxwedana pêwendiya her parçeyê pêk tê. Berxwedana navxweyî ya polarîzasyonê tê wateya berxwedana ku ji hêla polarîzasyonê ve di dema reaksiyona elektrokîmyayî de pêk tê, di nav de berxwedana navxweyî ya polarîzasyona elektrokîmyayî û berxwedana navxweyî ya polarîzasyona giran. Berxwedana navxweyî ya ohmîkî ya pîlê ji hêla guheztina tevahî ya pîlê ve tê destnîşankirin, û berxwedana polarîzasyona hundurîn a pîlê ji hêla rêjeya belavbûna qonaxa zexm a îyonên lîtiumê di materyalê çalak a elektrodê de tê destnîşankirin.

Berxwedana Ohm

Berxwedana ohmîkî bi giranî li sê beşan tê dabeş kirin, yek impedance ionîk e, ya din impedance elektronîkî ye, û ya sêyemîn jî impedance têkilî ye. Em hêvî dikin ku berxwedana navxweyî ya pîlê lîtium bi qasî ku pêkan piçûktir e, ji ber vê yekê em hewce ne ku tedbîrên taybetî bigirin da ku berxwedana hundurê ohmîkî ji bo van sê tiştan kêm bikin.

Ion impedance

Berxwedana îyona battera lîtiumê berxwedana li hember veguheztina îyonên lîtiumê di hundurê pîlê de vedibêje. Di bataryayek lîtiumê de, leza koçkirina îyona lîtium û leza veguheztina elektronê rolek wekhev girîng dileyzin, û berxwedana îyonê bi piranî ji hêla materyalên elektrodê erênî û neyînî, veqetanker û elektrolîtê ve tê bandor kirin. Ji bo kêmkirina impedance ion, hûn hewce ne ku jêrîn bikin:

Piştrast bikin ku materyalên erênî û neyînî û elektrolît xwedan şilbûna baş in

Pêdivî ye ku dema sêwirana perçeya polê de densiyek berhevkirina maqûl hilbijêrin. Ger dendika berhevkirinê pir mezin be, têketina elektrolît ne hêsan e, ku dê berxwedana îyonê zêde bike. Ji bo perçeya pola neyînî, heke fîlima SEI ya ku di dema barkirin û dakêşana yekem de li ser rûyê materyalê çalak hatî çêkirin pir stûr be, ew ê berxwedana îyonê jî zêde bike. Di vê demê de, pêdivî ye ku meriv pêvajoya damezrandina pîlê rast bike da ku wê çareser bike.

Bandora elektrolîtê

Pêdivî ye ku elektrolît xwedan konsantre, vîskozîtî û rêvekirina guncan be. Dema ku vîskozîteya elektrolîtê pir zêde be, ew ji ketina navbera elektrolît û materyalên çalak ên elektrodên erênî û neyînî re ne guncan e. Di heman demê de, elektrolît di heman demê de pêdiviya hûrgelek nizm jî heye, giraniya pir zêde jî ji herikîn û ketina wê re ne alîkar e. Rêwîtiya elektrolîtê faktora herî girîng e ku bandorê li berxwedana îyonê dike, ku koça îyonan diyar dike.

Bandora diafragmê li ser berxwedana ion

Faktorên bingehîn ên bandorker ên diafragmê li ser berxwedana îyonê ev in: belavkirina elektrolîtê di diafragmê de, qada diafragmê, stûrbûn, mezinahiya porê, porazîbûn, û hevrêziya tortuosity. Ji bo diafragmayên seramîk, di heman demê de pêdivî ye ku meriv rê li ber pariyên seramîkê bigire ku porên diafragmê, ku ji derbasbûna îyonan re ne guncan e, were girtin. Dema ku pê ewle dibe ku elektrolît bi tevahî di nav diafragmayê de tê xêzkirin, divê elektrolîtek zêde tê de nemîne, ku ev jî kargêriya elektrolîtê kêm dike.

Impedance elektronîk

Gelek faktorên bandorker ên impedansa elektronîkî hene, ku dikarin ji aliyên wekî materyal û pêvajoyan ve bêne çêtir kirin.

Plateyên erênî û neyînî

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.

Diaphragm

Faktorên sereke yên ku bandorê li impedansa elektronîkî ya diafragmê dikin ev in: stûrbûna diafragmê, porozî, û hilberên jêrîn ên di pêvajoya barkirin û dakêşanê de. Her du yekem hêsan têne fêm kirin. Piştî ku pîlê ji hev veqetîne, bi gelemperî li ser veqetankerê tebeqeyek qalind ji materyalê qehweyî tê dîtin, di nav de elektroda neyînî ya grafît û hilberên wê yên berteka, ku dê porên diafragmê asteng bike û jiyana karûbarê pîlê kêm bike.

Substratê berhevkarê heyî

Materyal, qalindahî, firehiya kolektorê heyî û asta pêwendiya bi tabloyan re hemî bandorê li ser impedansa elektronîkî dikin. Pêdivî ye ku berhevkarê heyî substratek ku nehatibe oxidîzekirin û pasîv kirin hilbijêrin, wekî din ew ê bandorê li impedansê bike. Weldinga belengaz di navbera sifir û pelika aluminium û taban de jî dê bandorê li impedansa elektronîkî bike.

Berxwedana têkiliyê

Berxwedana pêwendiyê di navbera têkiliya di navbera sifir û pelika aluminiumê û materyalê çalak de pêk tê, û pêdivî ye ku bal were kişandin ser pêgirtina pêlên elektrodê yên erênî û neyînî.

Berxwedana navxweyî ya polarîzekirî

Dema ku niha di elektrodê re derbas dibe, diyardeya ku potansiyela elektrodê ji potansiyela elektrodê ya hevsengiyê vediqetîne, jê re polarîzasyona elektrodê tê gotin. Polarîzasyon polarîzasyona ohmîk, polarîzasyona elektrokîmyayî û polarîzasyona giranbûnê vedigire. Berxwedana polarîzasyonê berxwedana hundurîn e ku ji ber polarîzasyona elektroda erênî û elektroda neyînî ya pîlê di dema reaksiyona elektrokîmyayî de çêdibe. Ew dikare hevrêziya navxweyî ya pîlê nîşan bide, lê ji ber bandora kar û rêbazê ji bo hilberînê ne maqûl e. Berxwedana polarîzasyona hundurîn ne domdar e, û di pêvajoya barkirin û dakêşanê de bi demê re diguhere. Ev e ji ber ku pêkhatina madeya çalak, kombûn û germahiya elektrolîtê bi berdewamî diguhere. Berxwedana navxweyî ya ohmîkî qanûna Ohmê dişoxilîne, û berxwedana hundurîn a polarîzasyonê bi zêdebûna tîrêjiya heyî re zêde dibe, lê ew ne têkiliyek xêz e. Her ku diçe logarîtma danûstendina heyî zêde dibe, pir caran xêz zêde dibe.

Bandora sêwirana strukturel

Di sêwirana strukturên batterê de, ji bilî rijandin û welding avahiya pîlê bixwe, hejmar, mezinahî, û cîhê tabloyên pîlê rasterast bandorê li berxwedana navxweyî ya pîlê dike. Heta radeyekê, zêdekirina hejmara tabloyan dikare bi bandor berxwedana navxweyî ya pîlê kêm bike. Helwesta tabloyan jî bandorê li berxwedana navxweyî ya pîlê dike. Berxwedana navxweyî ya pîlê birînê bi pozîsyona tabê li serê perçeyên pola erênî û neyînî ya herî mezin e. Li gorî pîlê birînê, batarya lamînkirî bi dehan bataryayên piçûk ên paralel e. , Berxwedana wê ya navxweyî piçûktir e.

Bandora performansa madeya xam

Positive and negative active materials

Di bataryayên lîtiumê de, materyalê elektrodê erênî aliyê hilanîna lîtiumê ye, ku bêtir performansa battera lîtiumê diyar dike. Materyalên elektrodê erênî bi giranî guheztina elektronîkî ya di navbera perçeyan de bi navgîn û dopîngê çêtir dike. Mînakî, dopîngkirina bi Ni hêza girêdana PO zêde dike, avahiya LiFePO4/C stabîl dike, qebareya hucreyê xweştir dike, û dikare bi bandor berxwedana veguheztina barkirinê ya materyalê elektrodê erênî kêm bike. Zêdebûna girîng a polarîzasyona aktîfkirinê, nemaze polarîzasyona çalakkirina elektrodê neyînî, sedema bingehîn a polarîzasyona ciddî ye. Kêmkirina mezinahiya perçeya elektroda neyînî dikare bi bandor polarîzasyona çalak a elektroda neyînî kêm bike. Gava ku mezinahiya perçeya qonaxa hişk a elektrodê neyînî nîvî kêm dibe, polarîzasyona çalak dikare ji sedî 45 kêm bibe. Ji ber vê yekê, di warê sêwirana bateriyê de, lêkolîna li ser başkirina materyalên erênî û neyînî bixwe jî neçar e.

agent Conductive

Grafît û karbon reş ji ber taybetmendiyên xwe yên baş di warê bataryayên lîtiumê de bi berfirehî têne bikar anîn. Li gorî ajansê guhêrbar-based grafît, elektroda erênî ya bi karbon-reş-karbonê veguhêz xwedan performansa rêjeya bataryayê çêtir e, ji ber ku ahenga guhêrbar a grafîtê xwedan morfolojiya perçeya felq e, ku bi rêjeyek mezin dibe sedema zêdebûnek mezin di tortuoziya porê de, û Li belavbûna qonaxa şil bi hêsanî pêk tê Fenomeneya ku pêvajo kapasîteya dakêşanê sînor dike. Pîlê bi CNT-ên lêzêdekirî xwedan berxwedana hundurîn kêmtir e, ji ber ku li gorî pêwendiya xala di navbera grafît/karbon reş û materyalê çalak de, nanotubeyên karbonê yên fibrous bi materyalê çalak re di rêzê de ne, ku dikare pêwendiya pêwendiya pîlê kêm bike.

Berhevkarê niha

Kêmkirina berxwedana navberê di navbera berhevkarê heyî û materyalê çalak de û başkirina hêza girêdanê di navbera her duyan de wateyên girîng in ji bo baştirkirina performansa bataryayên lîtiumê. Kişandina pêlavek karbonê ya birêkûpêk li ser rûyê pelika aluminiumê û dermankirina korona li ser pelika aluminiumê dikare bi bandor lihevhatina navberê ya pîlê kêm bike. Li gorî fîloya aluminiumê ya asayî, karanîna pelika aluminiumê ya ku bi karbonê hatî pêçand dikare berxwedana navxweyî ya pîlê bi qasî 65% kêm bike û dikare di dema karanîna de zêdebûna berxwedana hundurîn a pîlê kêm bike. Berxwedana navxweyî ya AC ya pelika aluminiumê ya ku bi korona hatî derman kirin dikare bi qasî 20% kêm bibe. Di navbera 20% ~ 90% SOC-ê de ku bi gelemperî tê bikar anîn, berxwedana giştî ya hundurê DC-ê bi nisbet piçûk e û her ku kûrahiya dakêşanê zêde dibe zêdebûn hêdî hêdî piçûktir dibe.

Diaphragm

Veguhastina îyonê di hundurê pîlê de bi belavbûna îyonên Li-yê di elektrolîtê de di nav diafragma porez ve girêdayî ye. Zehfkirina şil û şilbûna diafragmê mifteya avakirina kanalek herikîna îyonê ya baş e. Gava ku diafragma xwedan rêjeyek vegirtina şilavê û avahiyek porez e, ew dikare were çêtir kirin. Rêvebirî impedance batterê kêm dike û performansa rêjeya batterê baştir dike. Li gorî membranên bingehîn ên asayî, diafragmayên seramîk û diafragmayên pêçandî yên gomî ne tenê dikarin berxwedana kêmbûna germahiya bilind a diafragmê pir baştir bikin, lê di heman demê de şilbûna şil û şilbûna diafragmê jî zêde bikin. Zêdekirina pêlava seramîk a SiO2 li ser diafragma PP dikare bike ku diafragma şilê bikişîne Hêjmara 17% zêde bû. Vekirina 1μm PVDF-HFP li ser diafragmaya pêkhatî ya PP/PE, rêjeya vegirtina şilavê ya diafragmê ji% 70 ber 82% zêde dibe û berxwedana hundurîn a hucreyê ji% 20 zêdetir kêm dibe.

Ji aliyên pêvajoya çêkirinê û şert û mercên karanîna, faktorên ku li ser berxwedana hundurîn a pîlê bandor dikin bi gelemperî ev in:

Faktorên pêvajoyê bandor dike

Pulpkirin

Di dema tevlihevkirinê de yekrengiya belavbûna slury bandorê li ser wê yekê dike ka gelo ajanê guhêrbar dikare bi yekcarî di nav materyalê çalak de di têkiliyek nêz de bi wê re were belav kirin, ya ku bi berxwedana navxweyî ya pîlê ve girêdayî ye. Bi zêdekirina belavbûna leza bilind, yekrengiya belavbûna lûlê dikare baştir bibe, û berxwedana hundurîn a pîlê dê piçûktir bibe. Bi lêzêdekirina surfaktantek, yekrengiya belavkirina kargêrê rêveker di elektrodê de dikare baştir bibe, û polarîzasyona elektrokîmyayî dikare were kêm kirin û voltaja dakêşana navîn dikare were zêdekirin.

Rû

Tîrêjiya deverê yek ji pîvanên sereke yên sêwirana batterê ye. Dema ku kapasîteya batterê domdar be, zêdekirina dendika rûbera perçeyên polê dê bê guman dirêjahiya tevhev a kolektorê heyî û diafragmayê kêm bike, û berxwedana ohmîkî ya pîlê dê li gorî wê kêm bibe. Ji ber vê yekê, di nav rêzek diyarkirî de, berxwedana navxweyî ya pîlê her ku dendika herêmê zêde dibe kêm dibe. Koçkirin û veqetandina molekulên çareserkerê di dema lêdan û zuwakirinê de ji nêz ve bi germahiya firinê ve girêdayî ye, ku rasterast bandorê li belavkirina girêk û ajansê guhêrbar di perçeya polê de dike, û dûv re bandorê li damezrandina tora rêveker di hundurê perçeya polê de dike. Ji ber vê yekê, pêvajoyek pêvekirin û zuwakirinê Germahiya ji bo xweşbînkirina performansa batterê jî pêvajoyek girîng e.

Rolling

Heya radeyekê, berxwedana navxweyî ya pîlê her ku dendika berhevkirinê zêde dibe kêm dibe. Ji ber ku dendika berhevkirinê zêde dibe, dûrahiya di navbera perçeyên madeya xam de kêm dibe. Têkiliya di navbera pirtikan de pirtir pir û kanalên birêkûpêk, û batarya Empedans kêm dibe. Kontrolkirina dendika berhevkirinê bi giranî bi qalindahiya rijandinê ve tê bidestxistin. Stûriyên gêranê yên cihê bandorek mezintir li ser berxwedana hundurîn a pîlê heye. Gava ku stûrbûna gêrkirinê mezin e, berxwedana pêwendiya di navbera maddeya çalak û berhevkarê heyî de ji ber têkçûna maddeya çalak ku bi hişkî were gêr kirin zêde dibe, û berxwedana hundurîn a pîlê zêde dibe. Piştî ku baterî tê çikandin, li ser rûbera elektroda erênî ya pîlê bi qelewbûnek dorpêvek stûr ve şikestin çêdibin, ku ev ê berxwedana pêwendiyê di navbera maddeya çalak a rûkal a perçeya polê û berhevkarê heyî de bêtir zêde bike.

Dema zivirîna perçeya Pole

Dema refikê ya cihêreng a elektrodê erênî bandorek mezin li ser berxwedana hundurîn a pîlê heye. Dema ku dema refikê kurt be, dê berxwedana hundurîn a pîlê hêdî hêdî zêde bibe ji ber bandora qata pêlava karbonê ya li ser rûyê fosfata hesinê lîtium û fosfata hesinê lîtium; Dema ku pîlê ji bo demek dirêj bimîne (zêdeyî 23 demjimêran), ji ber bandora hevgirtî ya reaksiyona fosfata hesinê lîtium bi avê û pêgirtina adhesive re berxwedana hundurîn a pîlê bi girîngî zêde dibe. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku meriv di hilberîna rastîn de dema zivirîna perçeyên polê bi hişkî kontrol bike.

derzîlêdana Liquid

Gerîdeya îyonî ya elektrolîtê berxwedana hundurîn û taybetmendiyên rêjeya pîlê diyar dike. Gerîdbûna elektrolîtê berevajî vîskozîteya rûkalê ye, û di heman demê de ji hêla hûrbûna xwêya lîtium û mezinahiya anyonan ve jî tê bandor kirin. Digel lêkolîna xweşbîniyê ya li ser rêvegirtinê, qebareya derzîlêdanê û dema têketina piştî derzîlêdanê jî rasterast bandorê li berxwedana navxweyî ya pîlê dike. Hêjmara derzîlêdanê ya piçûk an dema têrêkirina têrker dê bibe sedem ku berxwedana hundurîn a pîlê pir mezin be, bi vî rengî bandorê li ser kapasîteya lîstikê bike.

Bandora mercên karanîna

germî

Bandora germê li ser berxwedana navxweyî diyar e. Germahiya hindiktir, veguheztina ionê di hundurê pîlê de hêdîtir dibe û berxwedana hundurê pîlê jî ewqasî mezin dibe. Hêza bataryayê dikare li ser impedansê ya mezin, impedansa membrana SEI, û impedance veguhastina barkirinê were dabeş kirin. Impedance ya mezin û impedansa membrana SEI bi giranî ji hêla veguheztina îyonî ya elektrolîtê ve tê bandor kirin, û meyla guheztinê li germahiya nizm bi meyla guheztina guheztina elektrolîtê re hevaheng e. Li gorî zêdebûna impedansê ya girseyî û berxwedana fîlimê SEI di germahiyên nizm de, bi kêmbûna germahiyê re impedansa reaksiyona barkirinê pir girîngtir dibe. Di binê -20 ° C de, berteka berteka barkirinê hema hema 100% ji berxwedana navxweyî ya tevahî ya pîlê digire.

SOC

Gava ku pîlê di SOC-ya cihêreng de ye, berxwedana wê ya hundurîn jî cûda ye, nemaze berxwedana hundurîn a DC rasterast bandorê li performansa hêza pîlê dike, û dûv re performansa batterê di rewşa rastîn de nîşan dide: berxwedana hundurîn a DC ya pîlê lîtium bi hev re diguhere. Kûrahiya dakêşana DOD ya pîlê Berxwedana hundurîn bi bingehîn di navbera 10%~80% dakêşanê de nayê guhertin. Bi gelemperî, berxwedana navxweyî di kûrahiyek dakêşanê ya kûr de pir zêde dibe.

embarkirinî

Her ku dema hilanînê ya bataryayên lîtium-ion zêde dibe, batarî pîr dibin, û berxwedana wan a hundurîn her ku diçe zêde dibe. Cûreyên cûda yên bataryayên lîtiumê di berxwedana hundurîn de pileyên cûda yên guherînê hene. Piştî demek dirêj a hilanînê ya 9-10 mehan, rêjeya zêdebûna berxwedana navxweyî ya bataryayên LFP ji ya bataryayên NCA û NCM mezintir e. Rêjeya zêdebûna berxwedana navxweyî bi dema hilanînê, germahiya hilanînê û hilanînê SOC ve girêdayî ye

zîvirok

Ger ew hilanîn an bisiklêtan be, germahî heman bandorê li berxwedana hundurê pîlê dike. Germahiya çerxê bilindtir dibe, rêjeya zêdebûna berxwedana hundurîn jî mezintir dibe. Navberên çerxa cûda li ser berxwedana hundurê pîlê bandorên cûda hene. Berxwedana navxweyî ya pîlê bi zêdebûna kûrahiya barkirin û dakêşanê re zêde dibe, û zêdebûna berxwedana hundurîn bi zêdebûna kûrahiya barkirin û dakêşanê re têkildar e. Ji bilî bandora kûrahiya barkirinê û dakêşanê ya di çerxê de, voltaja qutkirina barkirinê jî bandorek dike: sînorê jorîn a voltaja barkirinê ya pir kêm an jî pir zêde dê berbelaviya navberê ya elektrodê zêde bike, û fîlima pasîvasyonê di bin voltaja sînorê jorîn a pir nizm de baş çê nabe, û sînorê jorîn ê voltaja pir zêde dê bibe sedema ku elektrolît li ser rûyê elektrodê LiFePO4 oxidize û hilweşe da ku hilberên bi guheztina elektrîkî ya kêm çêbike.

yên din

Pîlên lîtiumê yên li ser wesayîtê dê di sepanên pratîkî de şert û mercên rê yên nebaş biceribînin, lê lêkolînan dît ku hawîrdora vibrasyonê ya pîlê lîtiumê di pêvajoya serîlêdanê de hema hema ti bandorek li ser berxwedana hundurîn a pîlê lîtiumê nake.

Nîr

Berxwedana hundurîn pîvanek girîng e ku performansa hêza lîtium-ion bipîve û jiyana bateriyê binirxîne. Her ku berxwedana hundurîn mezintir be, performansa rêjeya pîlê xirabtir dibe, û ew di dema hilanîn û vezîvirandinê de zûtir zêde dibe. Berxwedana navxweyî bi avahiya batterê, taybetmendiyên materyalê batterê û pêvajoya çêkirinê ve girêdayî ye, û bi guhertinên germahiya hawîrdorê û rewşa barkirinê re diguhezîne. Ji ber vê yekê, pêşkeftina bataryayên berxwedana hindirîn a hindik mifteya başkirina performansa hêza batterê ye, û di heman demê de, serwerkirina qanûnên guheztina berxwedana navxweyî ya batterê ji bo pêşbînkirina jiyana bateriyê girîngiyek pratîkî ya pir girîng heye.