Paskutinis ličio baterijos gamybos žingsnis yra ličio akumuliatoriaus rūšiavimas ir ekranavimas, siekiant užtikrinti akumuliatoriaus modulio nuoseklumą ir puikų akumuliatoriaus modulio veikimą. Kaip visiems žinoma, moduliai, sudaryti iš didelės konsistencijos baterijų, turi ilgesnį tarnavimo laiką, o prastos konsistencijos moduliai yra linkę perkrauti ir per daug iškrauti dėl kaušo efekto, o jų akumuliatoriaus veikimo laikas yra greitesnis. Pavyzdžiui, dėl skirtingos baterijos talpos gali skirtis kiekvienos baterijos eilutės iškrovimo gylis. Mažos talpos ir prasto veikimo akumuliatoriai iš anksto pasieks pilną įkrovimo būseną. Dėl to didelės talpos ir gero našumo akumuliatoriai negali pasiekti visiško įkrovimo būsenos. Dėl nenuoseklios akumuliatoriaus įtampos kiekviena lygiagrečioje eilutėje esanti baterija įkrauna viena kitą. Didesnės įtampos akumuliatorius įkrauna akumuliatorių žemesne įtampa, o tai pagreitina akumuliatoriaus veikimo pablogėjimą ir sunaudoja visos akumuliatoriaus grandinės energiją. Akumuliatorius, turintis didelį savaiminio išsikrovimo greitį, turi didelį talpos nuostolį. Dėl nevienodo savaiminio išsikrovimo greičio skiriasi akumuliatorių įkrovimo būsena ir įtampa, o tai turi įtakos akumuliatoriaus stygų veikimui. Taigi šie baterijų skirtumai, ilgalaikis naudojimas turės įtakos viso modulio tarnavimo laikui.

Nuotrauka

Fig. 1.OCV- darbinė įtampa – poliarizacijos įtampos diagrama

Akumuliatorių klasifikacija ir patikrinimas yra skirtas išvengti nenuoseklių baterijų išsikrovimo tuo pačiu metu. Akumuliatoriaus vidinės varžos ir savaiminio išsikrovimo testas yra būtinas. Paprastai tariant, vidinė akumuliatoriaus varža skirstoma į omų vidinę varžą ir poliarizacijos vidinę varžą. omų vidinę varžą sudaro elektrodo medžiaga, elektrolitas, diafragmos varža ir kiekvienos dalies kontaktinė varža, įskaitant elektroninę varžą, joninę varžą ir kontaktinę varžą. Poliarizacijos vidinė varža reiškia varžą, kurią sukelia poliarizacija elektrocheminės reakcijos metu, įskaitant elektrocheminės poliarizacijos vidinę varžą ir koncentracijos poliarizacijos vidinę varžą. Akumuliatoriaus ominę varžą lemia bendras akumuliatoriaus laidumas, o akumuliatoriaus poliarizacinę varžą – ličio jonų kietosios fazės difuzijos koeficientas elektrodo aktyviojoje medžiagoje. Apskritai ličio baterijų vidinė varža yra neatsiejama nuo proceso dizaino, pačios medžiagos, aplinkos ir kitų aspektų, kurie bus analizuojami ir interpretuojami toliau.

Pirma, proceso projektavimas

(1) Teigiamų ir neigiamų elektrodų formulėse yra mažai laidžiųjų medžiagų, todėl tarp medžiagos ir kolektoriaus elektroninio perdavimo varža yra didelė, ty didelė elektroninė varža. Ličio baterijos įkaista greičiau. Tačiau tai nulemia akumuliatoriaus konstrukcija, pavyzdžiui, maitinimo baterija, kad būtų atsižvelgta į greitį, jai reikalinga didesnė laidžiojo agento dalis, tinkama dideliam įkrovimui ir iškrovimui. Akumuliatoriaus talpa yra šiek tiek didesnė, teigiamos ir neigiamos medžiagos santykis bus šiek tiek didesnis. Šie sprendimai priimami baterijos projektavimo pradžioje ir negali būti lengvai keičiami.

(2) teigiamo ir neigiamo elektrodo formulėje yra per daug rišiklio. Rišiklis paprastai yra polimerinė medžiaga (PVDF, SBR, CMC ir kt.), pasižyminti stipriomis izoliacinėmis savybėmis. Nors didesnė rišiklio dalis pradiniame santykyje yra naudinga siekiant pagerinti stulpų nuplėšimo stiprumą, tačiau tai yra nepalanki vidiniam pasipriešinimui. Akumuliatoriaus konstrukcijoje koordinuoti ryšį tarp rišiklio ir rišiklio dozavimo, daugiausia dėmesio skiriant rišiklio dispersijai, tai yra srutų paruošimo procesui, kiek įmanoma užtikrinti rišiklio sklaidą.

(3) Sudedamosios dalys nėra tolygiai paskirstytos, laidus agentas nėra visiškai išsisklaidęs ir nesusidaro gera laidžios tinklo struktūra. Kaip parodyta 2 paveiksle, A yra prastos laidžios medžiagos sklaidos atvejis, o B yra geros dispersijos atvejis. Kai laidžiosios medžiagos kiekis yra vienodas, maišymo proceso pasikeitimas turės įtakos laidžiosios medžiagos sklaidai ir akumuliatoriaus vidinei varžai.

2 pav. Prasta laidžiojo agento sklaida (A) Vienoda laidžio agento (B) dispersija

(4) Rišiklis nėra visiškai ištirpęs, yra keletas micelių dalelių, todėl akumuliatoriaus vidinis atsparumas yra didelis. Nepriklausomai nuo sauso, pusiau sauso maišymo ar šlapio maišymo proceso, rišiklio milteliai turi būti visiškai ištirpinti. Negalime per daug siekti efektyvumo ir nepaisyti objektyvaus reikalavimo, kad rišikliui reikia tam tikro laiko, kad jis visiškai ištirptų.

(5) Elektrodo sutankinimo tankis turės įtakos vidinei akumuliatoriaus varžai. Kompaktiškas elektrodo plokštės tankis yra mažas, o poringumas tarp dalelių elektrodo plokštės viduje yra didelis, o tai nėra palanki elektronų perdavimui, o akumuliatoriaus vidinė varža yra didelė. Kai elektrodo lakštas yra per daug sutankintas, elektrodo miltelių dalelės gali būti per daug susmulkintos, o suspaudus elektronų perdavimo kelias pailgėja, o tai nepablogina akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo. Svarbu pasirinkti tinkamą tankinimo tankį.

(6) Blogas suvirinimas tarp teigiamo ir neigiamo elektrodo antgalio ir skysčio kolektoriaus, virtualus suvirinimas, didelis akumuliatoriaus atsparumas. Suvirinimo metu reikia pasirinkti tinkamus suvirinimo parametrus, o suvirinimo parametrus, tokius kaip suvirinimo galia, amplitudė ir laikas, optimizuoti naudojant DOE, o suvirinimo kokybė turėtų būti vertinama pagal suvirinimo stiprumą ir išvaizdą.

(7) prasta apvija arba prastas laminavimas, tarpas tarp diafragmos, teigiamos plokštės ir neigiamos plokštės yra didelis, o jonų varža yra didelė.

(8) Akumuliatoriaus elektrolitas nėra visiškai prasiskverbtas į teigiamą ir neigiamą elektrodą bei diafragmą, o elektrolito projektavimo pašalpa yra nepakankama, o tai taip pat sukels didelę akumuliatoriaus joninę varžą.

(9) Formavimo procesas yra prastas, grafito anodo paviršius SEI yra nestabilus, turintis įtakos akumuliatoriaus vidinei varžai.

(10) Kiti veiksniai, pvz., prasta pakuotė, prastas stulpų ausų suvirinimas, akumuliatoriaus nutekėjimas ir didelis drėgmės kiekis, turi didelę įtaką vidiniam ličio baterijų atsparumui.

Antra, medžiagos

(1) Anodo ir anodo medžiagų atsparumas yra didelis.

(2) Diafragmos medžiagos įtaka. Tokie kaip diafragmos storis, poringumas, porų dydis ir pan. Storis yra susijęs su vidine varža, tuo plonesnė vidinė varža yra mažesnė, kad būtų pasiektas didelis įkrovimas ir iškrovimas. Kuo mažesnis esant tam tikram mechaniniam stiprumui, kuo storesnis pradūrimo stiprumas, tuo geresnis. Diafragmos porų dydis ir porų dydis yra susiję su jonų transportavimo varža. Jei porų dydis yra per mažas, tai padidins jonų varžą. Jei poros yra per didelės, gali nepavykti visiškai atskirti smulkių teigiamų ir neigiamų miltelių, dėl kurių lengvai įvyks trumpasis jungimas arba bus pradurtas ličio dendritas.

(3) Elektrolito medžiagos įtaka. Elektrolito joninis laidumas ir klampumas yra susiję su jonine varža. Kuo didesnė jonų perdavimo varža, tuo didesnė vidinė akumuliatoriaus varža ir tuo rimtesnė poliarizacija įkrovimo ir iškrovimo procese.

(4) Teigiamos PVDF medžiagos įtaka. Didelė PVDF dalis arba didelė molekulinė masė taip pat padidins ličio baterijos vidinį atsparumą.

(5) Teigiamai laidžios medžiagos įtaka. Taip pat labai svarbu pasirinkti laidžio agento tipą, pvz., SP, KS, laidus grafitas, CNT, grafenas ir kt., Dėl skirtingos morfologijos ličio baterijos laidumo charakteristikos yra gana skirtingos, todėl labai svarbu pasirinkti laidus agentas, pasižymintis dideliu laidumu ir tinkamas naudoti.

(6) teigiamų ir neigiamų polių ausų medžiagų įtaka. Stulpelio ausies storis plonas, laidumas prastas, naudojamos medžiagos grynumas žemas, laidumas prastas, akumuliatoriaus vidinė varža didelė.

(7) vario folija yra oksiduota ir blogai suvirinta, o aliuminio folijos medžiaga turi prastą laidumą arba oksido paviršių, o tai taip pat sukels didelį akumuliatoriaus vidinį atsparumą.

Nuotrauka

Kiti aspektai

(1) Vidinio atsparumo bandymo prietaiso nuokrypis. Prietaisas turi būti reguliariai tikrinamas, kad būtų išvengta netikslių tyrimo rezultatų, atsirandančių dėl netikslaus instrumento.

(2) Nenormalus vidinis akumuliatoriaus pasipriešinimas, atsiradęs dėl netinkamo veikimo.

(3) Prasta gamybos aplinka, pvz., laisva dulkių ir drėgmės kontrolė. Dirbtuvių dulkės viršija standartą, padidins akumuliatoriaus vidinę varžą, pasunkės savaiminis išsikrovimas. Dirbtuvėse esanti drėgmė yra didelė, todėl tai taip pat pakenks ličio baterijos veikimui.