Det siste trinnet i produksjonen av litiumbatteri er å gradere og skjerme litiumbatteriet for å sikre konsistensen til batterimodulen og den utmerkede ytelsen til batterimodulen. Som kjent for alle har moduler sammensatt av batterier med høy konsistens lengre levetid, mens moduler med dårlig konsistens er utsatt for over- og overutlading på grunn av bøtteeffekt, og batterilevetidens dempning akselereres. For eksempel kan forskjellig batterikapasitet forårsake forskjellige utladningsdybder for hver batteristreng. Batteriene med liten kapasitet og dårlig ytelse vil nå full ladetilstand på forhånd. Som et resultat kan ikke batteriene med stor kapasitet og god ytelse nå full ladetilstand. Inkonsekvente batterispenninger får hvert batteri i en parallell streng til å lade hverandre. Batteriet med høyere spenning lader batteriet med lavere spenning, noe som fremskynder forringelse av batteriytelsen og forbruker energi til hele batteristrengen. Et batteri med høy selvutladningshastighet har et stort kapasitetstap. Inkonsekvente selvutladingshastigheter forårsaker forskjeller i ladestatus og spenning til batterier, noe som påvirker ytelsen til batteristrenger. Og så disse batteriforskjellene, langsiktig bruk vil påvirke levetiden til hele modulen.

Bildet

FIG. 1.OCV- driftsspenning – polarisasjonsspenningsdiagram

Batteriklassifiseringen og skjermingen er for å unngå utlading av inkonsekvente batterier samtidig. Batteriets indre motstand og selvutladingstest er et must. Generelt sett er batteri intern motstand delt inn i ohm intern motstand og polarisering intern motstand. Ohm indre motstand består av elektrodemateriale, elektrolytt, membranmotstand og kontaktmotstand for hver del, inkludert elektronisk impedans, ionimpedans og kontaktimpedans. Polarisering intern motstand refererer til motstanden forårsaket av polarisering under elektrokjemisk reaksjon, inkludert elektrokjemisk polarisering intern motstand og konsentrasjon polarisering intern motstand. Den ohmske motstanden til batteriet bestemmes av batteriets totale ledningsevne, og polarisasjonsmotstanden til batteriet bestemmes av fastfasediffusjonskoeffisienten til litiumion i det aktive elektrodematerialet. Generelt er den interne motstanden til litiumbatterier uatskillelig fra prosessdesignet, selve materialet, miljøet og andre aspekter, som vil bli analysert og tolket nedenfor.

Først prosessdesign

(1) De positive og negative elektrodeformuleringene har lavt innhold av ledende middel, noe som resulterer i stor elektronisk transmisjonsimpedans mellom materialet og kollektoren, det vil si høy elektronisk impedans. Litiumbatterier varmes opp raskere. Dette bestemmes imidlertid av utformingen av batteriet, for eksempel strømbatteriet for å ta hensyn til hastigheten ytelse, det krever en høyere andel av ledende middel, egnet for høy hastighet ladning og utladning. Kapasitet batteri er litt mer kapasitet, positiv og negativ materialandel vil være litt høyere. Disse avgjørelsene tas i begynnelsen av batteriets design og kan ikke enkelt endres.

(2) det er for mye bindemiddel i den positive og negative elektrodeformelen. Bindemidlet er generelt et polymermateriale (PVDF, SBR, CMC, etc.) med sterk isolasjonsevne. Selv om den høyere andelen bindemiddel i det opprinnelige forholdet er fordelaktig for å forbedre avisoleringsstyrken til stolpene, er det ufordelaktig for den indre motstanden. I batteriet design for å koordinere forholdet mellom bindemiddel og bindemiddel dosering, som vil fokusere på spredning av bindemiddel, det vil si slurry forberedelse prosessen, så langt som mulig for å sikre spredning av bindemiddel.

(3) Ingrediensene er ikke jevnt fordelt, det ledende midlet er ikke fullstendig spredt, og det dannes ikke en god ledende nettverksstruktur. Som vist i figur 2 er A tilfellet med dårlig spredning av ledende middel, og B er tilfellet med god spredning. Når mengden av ledende middel er den samme, vil endringen av røreprosessen påvirke spredningen av ledende middel og den interne motstanden til batteriet.

Figur 2. Dårlig spredning av ledende middel (A) Ensartet spredning av ledende middel (B)

(4) Bindemidlet er ikke fullstendig oppløst, og det finnes noen micellepartikler, noe som resulterer i høy intern motstand i batteriet. Uansett tørrblanding, halvtørrblanding eller våtblandingsprosess, kreves det at bindemiddelpulveret er fullstendig oppløst. Vi kan ikke drive for mye etter effektivitet og se bort fra det objektive kravet om at permen trenger en viss tid for å være helt oppløst.

(5) Elektrodekomprimeringstettheten vil påvirke den interne motstanden til batteriet. Den kompakte tettheten til elektrodeplaten er liten, og porøsiteten mellom partiklene inne i elektrodeplaten er høy, noe som ikke bidrar til overføring av elektroner, og den interne motstanden til batteriet er høy. Når elektrodearket er komprimert for mye, kan elektrodepulverpartiklene bli overknust, og elektronoverføringsveien blir lengre etter knusing, noe som ikke bidrar til batteriets lade- og utladningsytelse. Det er viktig å velge riktig komprimeringstetthet.

(6) Dårlig sveising mellom positiv og negativ elektrodeklaff og væskesamler, virtuell sveising, høy batterimotstand. Passende sveiseparametere bør velges under sveising, og sveiseparametere som sveisekraft, amplitude og tid bør optimaliseres gjennom DOE, og kvaliteten på sveising bør bedømmes etter sveisestyrke og utseende.

(7) dårlig vikling eller dårlig laminering, gapet mellom membranen, den positive platen og den negative platen er stor, og ioneimpedansen er stor.

(8) Batterielektrolytten er ikke fullstendig infiltrert i de positive og negative elektrodene og membranen, og elektrolyttdesigntilskuddet er utilstrekkelig, noe som også vil føre til stor ionisk impedans for batteriet.

(9) Formasjonsprosessen er dårlig, grafittanodeoverflaten SEI er ustabil, noe som påvirker batteriets indre motstand.

(10) Andre, som dårlig emballasje, dårlig sveising av polører, batterilekkasje og høyt fuktinnhold, har stor innvirkning på den interne motstanden til litiumbatterier.

For det andre materialer

(1) Motstanden til anode og anodematerialer er stor.

(2) Påvirkning av diafragmamateriale. Slik som diafragmatykkelse, porøsitetsstørrelse, porestørrelse og så videre. Tykkelse er relatert til intern motstand, jo tynnere den indre motstanden er mindre, for å oppnå høy kraftladning og utladning. Så liten som mulig under en viss mekanisk styrke, jo tykkere punkteringsstyrken er jo bedre. Porestørrelsen og porestørrelsen til diafragma er relatert til impedansen til ionetransport. Hvis porestørrelsen er for liten, vil det øke ioneimpedansen. Hvis porestørrelsen er for stor, kan den kanskje ikke isolere det fine positive og negative pulveret fullstendig, noe som lett vil føre til kortslutning eller bli gjennomboret av litiumdendritt.

(3) Påvirkning av elektrolyttmateriale. Ioneledningsevnen og viskositeten til elektrolytten er relatert til ionimpedansen. Jo større ionisk overføringsimpedans, jo større er den interne motstanden til batteriet, og jo mer alvorlig er polariseringen i lade- og utladingsprosessen.

(4) Påvirkning av positivt PVDF-materiale. En høy andel PVDF eller høy molekylvekt vil også føre til høy intern motstand av litiumbatteri.

(5) Påvirkning av positivt ledende materiale. Valget av typen ledende middel er også nøkkelen, for eksempel SP, KS, ledende grafitt, CNT, grafen, etc., på grunn av den forskjellige morfologien, er konduktivitetsytelsen til litiumbatteri relativt forskjellig, det er veldig viktig å velge det ledende middel med høy ledningsevne og egnet for bruk.

(6) påvirkningen av positive og negative polørmaterialer. Tykkelsen på poløret er tynn, ledningsevnen er dårlig, renheten til materialet som brukes er ikke høy, ledningsevnen er dårlig, og den interne motstanden til batteriet er høy.

(7) kobberfolien er oksidert og sveiset dårlig, og aluminiumsfoliematerialet har dårlig ledningsevne eller oksid på overflaten, noe som også vil føre til høy intern motstand i batteriet.

Bildet

Andre aspekter

(1) Intern motstandstestinstrumentavvik. Instrumentet bør kontrolleres regelmessig for å forhindre unøyaktige testresultater forårsaket av unøyaktig instrument.

(2) Unormal batteri intern motstand forårsaket av feil drift.

(3) Dårlig produksjonsmiljø, slik som løs kontroll over støv og fuktighet. Verkstedstøv overskrider standarden, vil føre til økning av den indre motstanden til batteriet, selvutlading forverret. Verkstedfuktigheten er høy, vil også være skadelig for litiumbatteriets ytelse.