Miaraka amin’ny fampiasana ny bateria lithium, ny fahombiazan’ny batterie dia mitohy miharatsy, indrindra amin’ny fihenan’ny fahafaha-manao, ny fitomboan’ny fanoherana anatiny, ny fihenan’ny herinaratra, sns. Noho izany, ny lafin-javatra izay misy fiantraikany amin’ny fanoherana anatiny ny bateria dia nofaritana amin’ny resaka famolavolana rafitry ny bateria, ny fahombiazan’ny akora, ny fizotran’ny famokarana ary ny fepetra fampiasana.

Ny fanoherana dia ny fanoherana izay azon’ny bateria lithium rehefa mikoriana ao anaty bateria ny ankehitriny rehefa miasa. Amin’ny ankapobeny, ny fanoherana anatiny ny bateria lithium dia mizara ho fanoherana anatiny ohmic sy fanoherana anatiny polarization. Ny fanoherana anatiny ohmic dia ahitana fitaovana electrode, electrolyte, fanoherana diaphragm ary ny fanoherana ny fifandraisana amin’ny ampahany tsirairay. Polarization fanoherana anatiny dia manondro ny fanoherana nateraky ny polarization nandritra ny electrochemical fanehoan-kevitra, anisan’izany ny electrochemical polarization fanoherana anatiny sy ny fifantohana polarization fanoherana anatiny. Ny fanoherana anatiny ohmic ny bateria dia voafaritra amin’ny totalin’ny conductivity ny bateria, ary ny polarization anatiny fanoherana ny bateria dia tapa-kevitra ny solid diffusion coefficient ny lithium ion ao amin’ny electrode fitaovana mavitrika.

fanoherana ohm

Ny fanoherana ohmic dia mizara telo amin’ny ankapobeny, ny iray dia ny impedance ionika, ny iray dia ny impedance elektronika, ary ny fahatelo dia ny fifandraisana impedance. Manantena izahay fa ny fanoherana anatiny ny bateria lithium dia kely araka izay azo atao, noho izany dia mila mandray fepetra manokana isika mba hampihenana ny fanoherana anatiny ohmic ho an’ireo zavatra telo ireo.

Ion impedance

Ny fanoherana ny batterie lithium dia manondro ny fanoherana ny fifindran’ny ion lithium ao anaty batterie. Ao amin’ny bateria lithium, ny hafainganam-pandehan’ny lithium ion sy ny hafainganam-pandehan’ny electron dia mitana anjara toerana lehibe, ary ny fanoherana ny ion dia misy fiantraikany amin’ny fitaovana electrode tsara sy ratsy, ny separator ary ny electrolyte. Mba hampihenana ny impedance ion dia mila manao izao manaraka izao ianao:

Ataovy azo antoka fa ny fitaovana tsara sy ratsy ary ny electrolyte dia manana fahamendrehana tsara

Ilaina ny mifidy ny hakitroky ny compaction mety rehefa mamolavola ny tapa-kazo. Raha lehibe loatra ny hakitroky ny compaction, ny electrolyte dia tsy mora ny infiltrate, izay hampitombo ny ion fanoherana. Ho an’ny tsato-kazo ratsy, raha ny sarimihetsika SEI miforona eo ambonin’ny fitaovana mavitrika mandritra ny fiampangana voalohany sy ny fivoahana dia matevina loatra, dia hampitombo ny fanoherana ion ihany koa. Amin’izao fotoana izao dia ilaina ny manitsy ny fizotran’ny fananganana ny bateria hamahana azy.

Ny fiantraikan’ny electrolyte

Ny electrolyte dia tsy maintsy manana fifantohana mifanaraka amin’izany, viscosity ary conductivity. Rehefa avo loatra ny viscosity ny electrolyte, dia tsy mifanaraka amin’ny infiltration eo amin’ny electrolyte sy ny fitaovana mavitrika ny tsara sy ny ratsy electrodes. Mandritra izany fotoana izany, ny electrolyte koa dia mila fifantohana ambany, avo loatra ny fifantohana dia tsy mety amin’ny fikorianan’ny rivotra sy ny fidirany. Ny conductivity ny electrolyte no zava-dehibe indrindra misy fiantraikany ny ion fanoherana, izay mamaritra ny fifindra-monina ny ion.

Ny fiantraikan’ny diaphragm amin’ny fanoherana ion

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 elektronika

Betsaka ny anton-javatra misy fiantraikany amin’ny impedance elektronika, izay azo hatsaraina amin’ny lafiny toy ny fitaovana sy ny fizotrany.

Plate tsara sy ratsy

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

Ny antony lehibe misy fiantraikany amin’ny impedance elektronika amin’ny diaphragm dia: ny hatevin’ny diaphragm, ny porosity, ary ny vokatra avy amin’ny fizotran’ny fiampangana sy famoahana. Mora azo ny roa voalohany. Aorian’ny famongorana ny batterie dia matetika hita eo amin’ny separator ny sosona matevina amin’ny akora volontsôkôlà, ao anatin’izany ny electrode graphite négatif sy ny voka-dratsiny, izay hanakana ny pores diaphragm ary hampihena ny fiainan’ny bateria.

Substrat mpanangona ankehitriny

Ny fitaovana, ny hateviny, ny sakan’ny mpanangona amin’izao fotoana izao ary ny haavon’ny fifandraisana amin’ny tabilao dia misy fiantraikany amin’ny impedance elektronika. Ny mpanangom-bokatra amin’izao fotoana izao dia mila misafidy substrate izay tsy oxidized sy passivated, raha tsy izany dia hisy fiantraikany amin’ny impedance izany. Ny lasantsy ratsy eo anelanelan’ny varahina sy aluminium foil ary ny tabilao dia hisy fiantraikany amin’ny impedance elektronika.

Fifandraisana fanoherana

Ny fanoherana ny fifandraisana dia miforona eo amin’ny fifandraisana misy eo amin’ny varahina sy ny aluminium foil ary ny fitaovana mavitrika, ary ny fifantohana dia tokony horaisina amin’ny adhesion ny paty electrode tsara sy ratsy.

Polarized fanoherana anatiny

Rehefa mandalo amin’ny electrodes ny ankehitriny, ny trangan-javatra izay ny mety ho electrode deviates avy amin’ny equilibrium electrode polarization dia antsoina hoe electrode polarization. Ny polarization dia misy polarization ohmic, polarization electrochemical ary polarization concentration. Ny fanoherana polarization dia manondro ny fanoherana anatiny vokatry ny polarization ny electrode tsara sy ny electrode ratsy ny bateria nandritra ny electrochemical fanehoan-kevitra. Izy io dia afaka maneho ny tsy fitoviana anatiny amin’ny bateria, saingy tsy mety amin’ny famokarana noho ny fiantraikan’ny asa sy ny fomba. Ny fanoherana ny polarization anatiny dia tsy miovaova, ary miova amin’ny fotoana mandritra ny dingan’ny fiampangana sy famoahana. Izany dia satria ny firafitry ny fitaovana mavitrika, ny fifantohana ary ny mari-pana amin’ny electrolyte dia miova tsy tapaka. Ny fanoherana anatiny ohmic dia mankato ny lalàn’i Ohm, ary mitombo ny fanoherana anatiny ny polarization miaraka amin’ny fitomboan’ny hakitroky amin’izao fotoana izao, fa tsy fifandraisana tsipika. Matetika izy io dia mitombo tsikelikely rehefa mitombo ny logaritma amin’ny hakitroky ankehitriny.

Fiantraikan’ny famolavolana rafitra

Ao amin’ny famolavolana firafitry ny bateria, ankoatry ny riveting sy ny welding ny rafitry ny bateria, ny isa, ny habeny ary ny toerana misy ny tabilao bateria dia misy fiantraikany mivantana amin’ny fanoherana anatiny ny bateria. Amin’ny lafiny iray, ny fampitomboana ny isan’ny tabilao dia afaka mampihena tsara ny fanoherana anatiny amin’ny bateria. Ny toeran’ny tabilao koa dia misy fiantraikany amin’ny fanoherana anatiny amin’ny bateria. Ny fanoherana anatiny amin’ny batterie ratra miaraka amin’ny toeran’ny tabilao eo amin’ny lohan’ny tsato-kazo tsara sy ratsy no lehibe indrindra. Raha ampitahaina amin’ny batterie ratra, ny batterie laminated dia mitovy amin’ny batteries kely am-polony mifanitsy. , Ny fanoherana anatiny dia kely kokoa.

Fiantraikan’ny fampandehanana akora manta

Positive and negative active materials

Ao amin’ny bateria lithium, ny fitaovana electrode tsara dia ny lafiny fitahirizana lithium, izay mamaritra bebe kokoa ny fahombiazan’ny bateria lithium. Ny fitaovana electrode tsara indrindra dia manatsara ny conductivity elektronika eo amin’ny poti amin’ny alàlan’ny coating sy doping. Ohatra, ny doping miaraka amin’i Ni dia manatsara ny tanjaky ny fatoran’ny PO, mampitony ny firafitry ny LiFePO4 / C, manatsara ny habetsahan’ny sela, ary afaka mampihena tsara ny fanoherana ny famindrana fiampangana ny fitaovana electrode tsara. Ny fitomboana lehibe amin’ny fampahavitrihana polarization, indrindra fa ny fampahavitrihana polarization ny ratsy electrode, no tena antony mahatonga ny polarization lehibe. Ny fampihenana ny haben’ny ampahany amin’ny electrode ratsy dia mety hampihena ny polarization mavitrika amin’ny electrode ratsy. Rehefa mihena ny antsasany ny haben’ny ampahany amin’ny electrode ratsy, ny polarization mavitrika dia azo ahena amin’ny 45%. Noho izany, amin’ny resaka famolavolana bateria, ilaina ihany koa ny fikarohana momba ny fanatsarana ny fitaovana tsara sy ratsy.

Conductive agent

Graphite sy karbaona mainty dia be mpampiasa amin’ny sehatry ny lithium bateria noho ny toetra tsara. Raha ampitahaina amin’ny graphite-based conductive agent, ny electrode positive amin’ny conductive conductive black-carbon dia manana fampandehanana tsara kokoa ny tahan’ny bateria, satria ny mpandraharaha conductive mifototra amin’ny graphite dia manana morphologie particule flaky, izay miteraka fitomboana lehibe amin’ny tortuosity pore amin’ny tahan’ny lehibe, ary Li liquid phase diffusion dia mora mitranga Ny trangan-javatra izay mametra ny fahafahan’ny fivoahana ny dingana. Ny bateria miaraka amin’ny CNTs fanampiny dia manana fanoherana anatiny ambany kokoa, satria raha ampitahaina amin’ny fifandraisana misy eo amin’ny graphite/carbon mainty sy ny fitaovana mavitrika, ny nanotubes karbônina fibrous dia mifandray amin’ny fitaovana mavitrika, izay mety hampihena ny impedance interface tsara ny bateria.

Mpanangona ankehitriny

Ny fampihenana ny fanoherana ny fifandraisana eo amin’ny mpanangona amin’izao fotoana izao sy ny fitaovana mavitrika ary ny fanatsarana ny tanjaky ny fifamatorana eo amin’ny roa dia fomba lehibe hanatsarana ny fahombiazan’ny bateria lithium. Ny fametahana ny karbônina conductive eo amin’ny tampon’ny foil aluminium sy ny fitsaboana corona amin’ny foil aluminium dia afaka mampihena tsara ny fifantohana amin’ny batterie. Raha ampitahaina amin’ny aluminium foil mahazatra, ny fampiasana aluminium foil misy karbaona dia mety hampihena ny fanoherana anatiny amin’ny bateria amin’ny 65% ​​eo ho eo, ary mety hampihena ny fitomboan’ny fanoherana anatiny ny bateria mandritra ny fampiasana. Ny fanoherana anatiny AC amin’ny foil aluminium vita amin’ny corona dia azo ahena amin’ny 20%. Ao amin’ny 20% ~ 90% SOC mahazatra, ny fanoherana anatiny DC amin’ny ankapobeny dia kely ary ny fitomboana dia kely kokoa rehefa mitombo ny halalin’ny fivoahana.

Diaphragm

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%.

Avy amin’ny lafin’ny fizotran’ny famokarana sy ny fepetra fampiasana, ny lafin-javatra izay misy fiantraikany amin’ny fanoherana anatiny ny bateria dia ahitana indrindra:

Misy fiantraikany amin’ny fizotran’ny asa

Pulping

Ny fitovian’ny fiparitahan’ny slurry mandritra ny fampifangaroana dia misy fiantraikany amin’ny fiparitahan’ny conductive agent amin’ny fitaovana mavitrika amin’ny fifandraisana akaiky aminy, izay mifandray amin’ny fanoherana anatiny ny bateria. Amin’ny fampitomboana ny fiparitahan’ny haingam-pandeha dia azo hatsaraina ny fitovian’ny fiparitahan’ny slurry, ary ho kely kokoa ny fanoherana anatiny amin’ny bateria. Amin’ny fanampiana ny surfactant, dia azo hatsaraina ny fitovian’ny fizarana ny conductive agent ao amin’ny electrode, ary azo ahena ny polarization electrochemical ary azo ampitomboina ny median discharge voltage.

Coating

Ny hakitroky ny faritra dia iray amin’ireo mari-pamantarana fototra amin’ny famolavolana bateria. Rehefa tsy miova ny fahafahan’ny batterie, ny fampitomboana ny hakitroky ny eny ambonin’ny tsato-kazo dia tsy azo ihodivirana ny hampihenana ny halavan’ny mpanangona ankehitriny sy ny diaphragm, ary hihena araka izany ny fanoherana ohmic an’ny batterie. Noho izany, ao anatin’ny elanelana iray dia mihena ny fanoherana anatiny ny bateria rehefa mitombo ny hakitroky ny faritra. Ny fifindra-monina sy ny fisarahana ny solvent molekiola nandritra ny coating sy ny fanamainana dia mifandray akaiky amin’ny mari-pana ao amin’ny lafaoro, izay misy fiantraikany mivantana amin’ny fizarana ny binder sy ny conductive mpandraharaha ao amin’ny tsato-kazo, ary avy eo dia misy fiantraikany amin’ny fananganana ny conductive grid ao anatin’ny tapa-kazo. Noho izany, ny coating sy ny fanamainana dingana Ny mari-pana dia dingana manan-danja ho an’ny optimization ny bateria fampisehoana.

manankina

Amin’ny lafiny iray, mihena ny fanoherana anatiny amin’ny bateria rehefa mitombo ny hakitroky. Satria mitombo ny hakitroky ny compaction, dia mihena ny elanelana misy eo amin’ny poti-matevina. Ny fifandraisana bebe kokoa eo amin’ny poti, ny tetezana sy ny fantsona, ary ny bateria Mihena ny impedance. Ny fifehezana ny hakitroky ny compaction dia tratra indrindra amin’ny alàlan’ny hatevin’ny fihodinana. Ny hatevin’ny fihodinana samihafa dia misy fiantraikany lehibe kokoa amin’ny fanoherana anatiny amin’ny bateria. Rehefa lehibe ny hatevin’ny mihodina, dia mitombo ny fanoherana ny fifandraisana eo amin’ny fitaovana mavitrika sy ny mpanangom-bokatra amin’izao fotoana izao noho ny tsy fahombiazan’ny fitaovana mavitrika ho voakodia mafy, ary mitombo ny fanoherana anatiny amin’ny bateria. Aorian’ny fihodinan’ny batterie dia misy triatra mipoitra eo amin’ny elektrôda tsara amin’ny batterie miaraka amin’ny hatevin’ny fihodinana somary matevina, izay hampitombo bebe kokoa ny fanoherana ny fifandraisana eo amin’ny fitaovana mavitrika amin’ny tsato-kazo sy ny mpanangona ankehitriny.

Fotoana fihodinan’ny pole

Misy fiantraikany lehibe kokoa amin’ny fanoherana anatiny ny bateria ny fotoana fitehirizana samihafa amin’ny electrode tsara. Rehefa fohy ny fotoana talantalana, ny fanoherana anatiny ny bateria dia hitombo tsikelikely noho ny vokatry ny karbaona coating sosona eo amin’ny ambonin’ny lithium vy phosphate sy ny lithium vy phosphate; Rehefa mijanona ela ny bateria (mihoatra ny 23h), dia mitombo be ny fanoherana anatiny amin’ny batterie noho ny fiantraikan’ny fihetsiky ny lithium vy phosphate amin’ny rano sy ny adhesion ny adhesive. Noho izany dia ilaina ny fanaraha-maso hentitra ny fotoana fihodinan’ny tsato-kazo amin’ny famokarana tena izy.

Tsindrona ranon-javatra

Ny conductivity ionic amin’ny electrolyte dia mamaritra ny fanoherana anatiny sy ny toetran’ny bateria. Ny conductivity ny electrolyte dia mifanohitra amin’ny viscosity ny solvent, ary koa misy fiantraikany amin’ny fifantohana ny Lithium sira sy ny haben’ny anion. Ho fanampin’ny fikarohana optimization momba ny conductivity, ny habetsahan’ny tsindrona sy ny fotoana infiltration aorian’ny tsindrona dia misy fiantraikany mivantana amin’ny fanoherana anatiny ny bateria. Ny habetsahan’ny tsindrona kely na ny fotoana infiltration tsy ampy dia hahatonga ny fanoherana anatiny ny bateria ho lehibe loatra, ka hisy fiantraikany amin’ny bateria Ny fahafaha-milalao.

Ny fiantraikan’ny fepetra fampiasana

hafanana

Ny fiantraikan’ny hafanana amin’ny fanoherana anatiny dia miharihary. Arakaraka ny ambany ny mari-pana, dia miadana kokoa ny fifindran’ny ion ao anatin’ny bateria ary ny lehibe kokoa ny fanoherana anatiny ny bateria. Ny impedance batterie dia azo zaraina ho impedance betsaka, impedance membrane SEI, ary impedance famindrana fiampangana. Ny impedance betsaka sy ny impedance membrane SEI dia voakasika indrindra amin’ny conductivity electrolyte ionic, ary ny fironana fiovana amin’ny mari-pana ambany dia mifanaraka amin’ny fironana fiovan’ny conductivity electrolyte. Raha ampitahaina amin’ny fitomboan’ny impedance betsaka sy ny fanoherana ny sarimihetsika SEI amin’ny mari-pana ambany, ny impedance fanehoan-kevitry ny fiampangana dia mitombo kokoa noho ny fihenan’ny mari-pana. Eo ambanin’ny -20°C, ny impedance fanehoan-kevitra momba ny fiampangana dia mitentina 100% amin’ny fanoherana anatiny tanteraka an’ny bateria.

Soc

Rehefa ao amin’ny SOC samihafa ny bateria, dia hafa ihany koa ny fanoherana anatiny, indrindra fa ny fanoherana anatiny DC dia misy fiantraikany mivantana amin’ny fahombiazan’ny bateria, ary avy eo dia maneho ny fahombiazan’ny bateria amin’ny toe-javatra tena izy: miovaova ny fanoherana anatiny DC ny bateria lithium. ny halalin’ny fivoahana DOD amin’ny bateria Ny fanoherana anatiny dia tsy miova amin’ny 10% ~ 80% ny elanelana. Amin’ny ankapobeny, mitombo be ny fanoherana anatiny amin’ny halalin’ny fivoahana lalina kokoa.

fitehirizana

Rehefa mitombo ny fotoana fitehirizana ny bateria lithium-ion, dia mitohy ny fahanterana ny bateria, ary mitombo hatrany ny fanoherana anatiny. Ny karazana bateria lithium samihafa dia manana ambaratonga samihafa amin’ny fiovan’ny fanoherana anatiny. Aorian’ny fitehirizana maharitra mandritra ny 9-10 volana, ny tahan’ny fitomboan’ny fanoherana anatiny amin’ny bateria LFP dia ambony noho ny an’ny bateria NCA sy NCM. Ny fitomboan’ny tahan’ny fanoherana anatiny dia mifandraika amin’ny fotoana fitehirizana, ny mari-pana fitahirizana ary ny fitahirizana SOC

tsingerin’ny

Na fitahirizana izany na bisikileta, ny mari-pana dia manana fiantraikany mitovy amin’ny fanoherana anatiny ny bateria. Arakaraky ny haavon’ny mari-pana amin’ny tsingerina, ny fitomboan’ny tahan’ny fanoherana anatiny. Ny elanelan’ny tsingerina samihafa dia misy fiantraikany samihafa amin’ny fanoherana anatiny amin’ny bateria. Ny fanoherana anatiny amin’ny bateria dia mitombo miaraka amin’ny fitomboan’ny halalin’ny fiampangana sy ny fivoahana, ary ny fitomboan’ny fanoherana anatiny dia mifandanja amin’ny fitomboan’ny halalin’ny fiampangana sy ny fivoahana. Ho fanampin’ny fiantraikan’ny halalin’ny fiampangana sy ny fivoahana ao anatin’ny tsingerina, dia misy fiantraikany ihany koa ny fiatraikany tapaka amin’ny fiampangana: ny fetra ambony ambany loatra na ambony loatra amin’ny volavolan-dalàna dia hampitombo ny impedance interface tsara ny electrode, ary a sarimihetsika passivation dia tsy afaka miforona tsara eo ambany faran’ny faran’ny ambany loatra malefaka, ary ny ambony loatra malefaka fetra ambony dia hahatonga ny electrolyte oxidize sy simba eo ambonin’ny LiFePO4 electrode mba hamorona vokatra amin’ny ambany conductivity herinaratra.

hafa

Ny batteries lithium entin’ny fiara dia tsy azo ihodivirana amin’ny faharatsian’ny lalana amin’ny fampiharana azo ampiharina, saingy ny fandinihana dia nahita fa ny tontolo iainana vibration an’ny bateria lithium dia saika tsy misy fiantraikany amin’ny fanoherana anatiny ny bateria lithium mandritra ny dingan’ny fampiharana.

Outlook

Ny fanoherana anatiny dia mari-pamantarana lehibe handrefesana ny fahombiazan’ny herin’ny lithium-ion sy hanombanana ny fiainan’ny bateria. Ny lehibe kokoa ny fanoherana anatiny, ny ratsy kokoa ny tahan’ny ny bateria, ary ny haingana mitombo izany mandritra ny fitahirizana sy ny fanodinana. Ny fanoherana anatiny dia mifandraika amin’ny firafitry ny bateria, ny toetran’ny fitaovana amin’ny bateria ary ny fizotran’ny famokarana, ary ny fiovana miaraka amin’ny fiovan’ny hafanana manodidina sy ny fiampangana. Noho izany, ny fampandrosoana ny bateria fanoherana ambany ambany dia ny fanalahidin’ny fanatsarana ny herin’ny bateria, ary miaraka amin’izay koa, ny fifehezana ny fanovana ny lalàna momba ny fanoherana anatiny ao anaty batterie dia manana dikany azo ampiharina amin’ny faminaniana momba ny fiainan’ny bateria.