De laatste stap in de productie van lithiumbatterijen is het sorteren en screenen van de lithiumbatterij om de consistentie van de batterijmodule en de uitstekende prestaties van de batterijmodule te garanderen. Zoals iedereen weet, hebben modules die zijn samengesteld uit batterijen met een hoge consistentie een langere levensduur, terwijl modules met een slechte consistentie vatbaar zijn voor overladen en overontlading als gevolg van het emmereffect, en hun levensduur van de batterij wordt versneld. Verschillende batterijcapaciteiten kunnen bijvoorbeeld verschillende ontladingsdiepten van elke batterijreeks veroorzaken. De batterijen met een kleine capaciteit en slechte prestaties zullen van tevoren de volledige laadstatus bereiken. Als gevolg hiervan kunnen de batterijen met een grote capaciteit en goede prestaties de volledige oplaadstatus niet bereiken. Inconsistente batterijspanningen zorgen ervoor dat elke batterij in een parallelle reeks elkaar oplaadt. De batterij met een hogere spanning laadt de batterij op met een lagere spanning, wat de verslechtering van de batterijprestaties versnelt en energie van de hele batterijreeks verbruikt. Een accu met een hoge zelfontlading heeft een groot capaciteitsverlies. Inconsistente zelfontladingssnelheden veroorzaken verschillen in de laadstatus en spanning van batterijen, wat de prestaties van batterijreeksen beïnvloedt. En dus zullen deze batterijverschillen, langdurig gebruik de levensduur van de hele module beïnvloeden.

De foto

FIG. 1.OCV- operating voltage – polarization voltage diagram

De batterijclassificatie en -screening is om tegelijkertijd de ontlading van inconsistente batterijen te voorkomen. De interne weerstands- en zelfontladingstest van de batterij is een must. Over het algemeen is de interne weerstand van de batterij verdeeld in ohm interne weerstand en polarisatie interne weerstand. De interne weerstand van Ohm bestaat uit elektrodemateriaal, elektrolyt, diafragmaweerstand en contactweerstand van elk onderdeel, inclusief elektronische impedantie, ionische impedantie en contactimpedantie. Interne polarisatieweerstand verwijst naar de weerstand veroorzaakt door polarisatie tijdens elektrochemische reactie, inclusief interne weerstand tegen elektrochemische polarisatie en interne weerstand van concentratiepolarisatie. De ohmse weerstand van de batterij wordt bepaald door de totale geleidbaarheid van de batterij en de polarisatieweerstand van de batterij wordt bepaald door de vaste fase diffusiecoëfficiënt van lithiumion in het actieve materiaal van de elektrode. Over het algemeen is de interne weerstand van lithiumbatterijen onlosmakelijk verbonden met het procesontwerp, het materiaal zelf, de omgeving en andere aspecten, die hieronder zullen worden geanalyseerd en geïnterpreteerd.

Ten eerste, procesontwerp

(1) De positieve en negatieve elektrodeformuleringen hebben een laag gehalte aan geleidend middel, wat resulteert in een grote elektronische transmissie-impedantie tussen het materiaal en de collector, dat wil zeggen een hoge elektronische impedantie. Lithiumbatterijen worden sneller warm. Dit wordt echter bepaald door het ontwerp van de batterij, bijvoorbeeld de stroombatterij om rekening te houden met de snelheidsprestaties, het vereist een groter aandeel geleidend middel, geschikt voor opladen en ontladen met grote snelheid. Capaciteit batterij is een beetje meer capaciteit, positieve en negatieve materiële verhouding zal een beetje hoger zijn. Deze beslissingen worden genomen aan het begin van het ontwerp van de batterij en kunnen niet gemakkelijk worden gewijzigd.

(2) er is te veel bindmiddel in de positieve en negatieve elektrodeformule. Het bindmiddel is over het algemeen een polymeer materiaal (PVDF, SBR, CMC, enz.) met sterke isolatieprestaties. Hoewel het hogere aandeel bindmiddel in de oorspronkelijke verhouding gunstig is voor het verbeteren van de stripsterkte van de polen, is het nadelig voor de interne weerstand. In het batterijontwerp om de relatie tussen bindmiddel en bindmiddeldosering te coördineren, die zich zoveel mogelijk zal concentreren op de verspreiding van bindmiddel, dat wil zeggen op het bereidingsproces van de slurry, om de verspreiding van bindmiddel te waarborgen.

(3) The ingredients are not evenly dispersed, the conductive agent is not fully dispersed, and a good conductive network structure is not formed. As shown in Figure 2, A is the case of poor dispersion of conductive agent, and B is the case of good dispersion. When the amount of conductive agent is the same, the change of stirring process will affect the dispersion of conductive agent and the internal resistance of the battery.

Figure 2. Poor dispersion of conductive agent (A) Uniform dispersion of conductive agent (B)

(4) The binder is not completely dissolved, and some micelle particles exist, resulting in high internal resistance of the battery. No matter dry mixing, semi-dry mixing or wet mixing process, it is required that the binder powder is completely dissolved. We cannot pursue efficiency too much and ignore the objective requirement that the binder needs a certain time to be fully dissolved.

(5) De verdichtingsdichtheid van de elektrode zal de interne weerstand van de batterij beïnvloeden. De compacte dichtheid van de elektrodeplaat is klein en de porositeit tussen de deeltjes in de elektrodeplaat is hoog, wat niet bevorderlijk is voor de overdracht van elektronen, en de interne weerstand van de batterij is hoog. Wanneer het elektrodevel te veel wordt samengedrukt, kunnen de elektrodepoederdeeltjes te veel worden verpletterd en wordt het elektronentransmissiepad langer na het vermalen, wat niet bevorderlijk is voor de laad- en ontlaadprestaties van de batterij. Het is belangrijk om de juiste verdichtingsdichtheid te kiezen.

(6) Bad welding between positive and negative electrode lug and fluid collector, virtual welding, high battery resistance. Appropriate welding parameters should be selected during welding, and welding parameters such as welding power, amplitude and time should be optimized through DOE, and the quality of welding should be judged by welding strength and appearance.

(7) poor winding or poor lamination, the gap between the diaphragm, positive plate and negative plate is large, and the ion impedance is large.

(8) De batterij-elektrolyt is niet volledig geïnfiltreerd in de positieve en negatieve elektroden en het diafragma, en de ontwerptoelage van de elektrolyt is onvoldoende, wat ook zal leiden tot een grote ionische impedantie van de batterij.

(9) Het vormingsproces is slecht, het oppervlak van de grafietanode SEI is onstabiel, wat de interne weerstand van de batterij beïnvloedt.

(10) Others, such as poor packaging, poor welding of pole ears, battery leakage and high moisture content, have a great impact on the internal resistance of lithium batteries.

Ten tweede, materialen

(1) The resistance of anode and anode materials is large.

(2) Invloed van membraanmateriaal. Zoals diafragmadikte, porositeitsgrootte, poriegrootte enzovoort. Dikte is gerelateerd aan interne weerstand, hoe dunner de interne weerstand is kleiner, om een ​​hoog vermogen te laden en te ontladen. Zo klein mogelijk onder een bepaalde mechanische sterkte, hoe dikker de perforatiesterkte, hoe beter. De poriegrootte en poriegrootte van het diafragma zijn gerelateerd aan de impedantie van ionentransport. Als de poriegrootte te klein is, zal de ionenimpedantie toenemen. Als de poriegrootte te groot is, is het mogelijk dat het fijne positieve en negatieve poeder niet volledig kan worden geïsoleerd, wat gemakkelijk tot kortsluiting kan leiden of door lithiumdendriet kan worden doorboord.

(3) Invloed van elektrolytmateriaal. De ionische geleidbaarheid en viscositeit van de elektrolyt zijn gerelateerd aan de ionische impedantie. Hoe groter de ionenoverdrachtsimpedantie, hoe groter de interne weerstand van de batterij en hoe ernstiger de polarisatie in het laad- en ontlaadproces.

(4) Influence of positive PVDF material. A high proportion of PVDF or high molecular weight will also lead to high internal resistance of lithium battery.

(5) Invloed van positief geleidend materiaal. De selectie van het type geleidend middel is ook de sleutel, zoals SP, KS, geleidend grafiet, CNT, grafeen, enz. Vanwege de verschillende morfologie zijn de geleidbaarheidsprestaties van lithiumbatterijen relatief verschillend, het is erg belangrijk om te selecteren het geleidende middel met hoge geleidbaarheid en geschikt voor gebruik.

(6) de invloed van positieve en negatieve pooloormaterialen. De dikte van het pooloor is dun, de geleidbaarheid is slecht, de zuiverheid van het gebruikte materiaal is niet hoog, de geleidbaarheid is slecht en de interne weerstand van de batterij is hoog.

(7) de koperfolie is slecht geoxideerd en gelast, en het aluminiumfoliemateriaal heeft een slechte geleidbaarheid of oxide op het oppervlak, wat ook zal leiden tot een hoge interne weerstand van de batterij.

De foto

Andere aspecten

(1) Interne afwijking van het weerstandstestinstrument. Het instrument moet regelmatig worden gecontroleerd om onnauwkeurige testresultaten te voorkomen die worden veroorzaakt door een onnauwkeurig instrument.

(2) Abnormale interne weerstand van de batterij veroorzaakt door onjuiste werking.

(3) Slechte productieomgeving, zoals losse controle over stof en vocht. Werkplaatsstof overschrijdt de norm, zal leiden tot een toename van de interne weerstand van de batterij, zelfontlading verergerd. De vochtigheid van de werkplaats is hoog en zal ook nadelig zijn voor de prestaties van de lithiumbatterij.