Ostatnim krokiem w produkcji baterii litowej jest klasyfikacja i przesiewanie baterii litowej w celu zapewnienia spójności modułu baterii i doskonałej wydajności modułu baterii. Jak wszystkim wiadomo, moduły składające się z akumulatorów o wysokiej konsystencji mają dłuższą żywotność, podczas gdy moduły o słabej konsystencji są podatne na nadmierne ładowanie i nadmierne rozładowywanie z powodu efektu kubełkowego, a ich skrócenie żywotności akumulatorów jest przyspieszone. Na przykład różne pojemności akumulatorów mogą powodować różne głębokości rozładowania każdego ciągu akumulatorów. Akumulatory o małej pojemności i słabej wydajności z wyprzedzeniem osiągną stan pełnego naładowania. W rezultacie akumulatory o dużej pojemności i dobrej wydajności nie mogą osiągnąć stanu pełnego naładowania. Niespójne napięcia baterii powodują, że każda bateria w równoległym łańcuchu ładuje się nawzajem. Akumulator o wyższym napięciu ładuje akumulator niższym napięciem, co przyspiesza pogorszenie wydajności akumulatora i zużywa energię całego ciągu akumulatorów. Akumulator o wysokim współczynniku samorozładowania charakteryzuje się dużą utratą pojemności. Niespójne szybkości samorozładowania powodują różnice w stanie naładowania i napięciu akumulatorów, wpływając na wydajność ciągów akumulatorowych. I tak te różnice baterii, długotrwałe użytkowanie wpłynie na żywotność całego modułu.

Zdjęcie

FIGA. 1.OCV- napięcie pracy – wykres napięcia polaryzacji

Klasyfikacja i ekranowanie baterii ma na celu uniknięcie jednoczesnego rozładowania niespójnych baterii. Konieczny jest test rezystancji wewnętrznej i samorozładowania akumulatora. Ogólnie rzecz biorąc, rezystancję wewnętrzną akumulatora dzieli się na rezystancję wewnętrzną w omach i rezystancję wewnętrzną polaryzacji. Na rezystancję wewnętrzną Ohma składa się materiał elektrody, elektrolit, rezystancja membrany i rezystancja styku każdej części, w tym impedancja elektroniczna, jonowa i stykowa. Rezystancja wewnętrzna polaryzacji odnosi się do rezystancji spowodowanej polaryzacją podczas reakcji elektrochemicznej, w tym rezystancji wewnętrznej polaryzacji elektrochemicznej i rezystancji wewnętrznej polaryzacji stężeniowej. Rezystancja omowa baterii jest określona przez całkowitą przewodność baterii, a rezystancja polaryzacji baterii jest określona przez współczynnik dyfuzji w fazie stałej jonów litu w materiale aktywnym elektrody. Ogólnie rzecz biorąc, rezystancja wewnętrzna baterii litowych jest nierozerwalnie związana z projektem procesu, samym materiałem, środowiskiem i innymi aspektami, które zostaną przeanalizowane i zinterpretowane poniżej.

Po pierwsze, projektowanie procesu

(1) Kompozycje elektrod dodatnich i ujemnych mają niską zawartość środka przewodzącego, co powoduje dużą impedancję transmisji elektronicznej między materiałem a kolektorem, to znaczy wysoką impedancję elektroniczną. Baterie litowe szybciej się nagrzewają. Jest to jednak zdeterminowane konstrukcją akumulatora, na przykład akumulator zasilający, aby uwzględnić wydajność szybkości, wymaga większej proporcji środka przewodzącego, odpowiedniego do szybkiego ładowania i rozładowania. Pojemność baterii jest nieco większa, dodatnia i ujemna proporcja materiału będzie nieco wyższa. Decyzje te są podejmowane na początku projektowania baterii i nie można ich łatwo zmienić.

(2) w formule elektrody dodatniej i ujemnej jest za dużo spoiwa. Spoiwem jest na ogół materiał polimerowy (PVDF, SBR, CMC itp.) o silnych właściwościach izolacyjnych. Chociaż wyższy udział spoiwa w pierwotnym stosunku jest korzystny dla polepszenia wytrzymałości na zdzieranie słupów, jest to niekorzystne dla oporu wewnętrznego. W projekcie akumulatora koordynować zależność między lepiszczem a dawką lepiszcza, która skupi się na dyspersji lepiszcza, czyli procesie przygotowania zawiesiny, tak dalece jak to możliwe, aby zapewnić dyspersję lepiszcza.

(3) składniki nie są równomiernie rozproszone, środek przewodzący nie jest w pełni zdyspergowany i nie powstaje dobra przewodząca struktura sieci. Jak pokazano na rysunku 2, A to przypadek słabej dyspersji czynnika przewodzącego, a B to przypadek dobrej dyspersji. Gdy ilość czynnika przewodzącego jest taka sama, zmiana procesu mieszania wpłynie na dyspersję czynnika przewodzącego i rezystancję wewnętrzną akumulatora.

Rysunek 2. Słaba dyspersja czynnika przewodzącego (A) Jednolita dyspersja czynnika przewodzącego (B)

(4) Spoiwo nie jest całkowicie rozpuszczone i istnieją pewne cząsteczki miceli, co powoduje wysoką rezystancję wewnętrzną akumulatora. Bez względu na mieszanie na sucho, półsuche lub na mokro, wymagane jest całkowite rozpuszczenie proszku wiążącego. Nie możemy zbytnio dążyć do wydajności i ignorować obiektywny wymóg, że spoiwo potrzebuje pewnego czasu, aby całkowicie się rozpuścić.

(5) Gęstość zagęszczenia elektrody wpłynie na rezystancję wewnętrzną akumulatora. Zwarta gęstość płytki elektrody jest niewielka, a porowatość między cząsteczkami wewnątrz płytki elektrody jest duża, co nie sprzyja przenoszeniu elektronów, a rezystancja wewnętrzna akumulatora jest wysoka. Gdy arkusz elektrody jest zbyt mocno zagęszczony, cząstki proszku elektrodowego mogą zostać nadmiernie zgniecione, a ścieżka transmisji elektronów po zmiażdżeniu staje się dłuższa, co nie sprzyja wydajności ładowania i rozładowania akumulatora. Ważne jest, aby wybrać odpowiednią gęstość zagęszczenia.

(6) Złe spawanie między dodatnią i ujemną końcówką elektrody a kolektorem płynu, wirtualne spawanie, wysoka rezystancja akumulatora. Podczas spawania należy dobrać odpowiednie parametry spawania, a parametry spawania, takie jak moc spawania, amplituda i czas, należy zoptymalizować za pomocą DOE, a jakość spawania należy oceniać na podstawie wytrzymałości i wyglądu spawania.

(7) słabe uzwojenie lub słaba laminacja, szczelina między membraną, płytą dodatnią i płytą ujemną jest duża, a impedancja jonów jest duża.

(8) Elektrolit akumulatora nie jest w pełni infiltrowany w elektrody dodatnie i ujemne oraz membranę, a naddatek projektowy elektrolitu jest niewystarczający, co również prowadzi do dużej impedancji jonowej akumulatora.

(9) Proces formowania jest słaby, powierzchnia anody grafitowej SEI jest niestabilna, co wpływa na rezystancję wewnętrzną akumulatora.

(10) Inne, takie jak złe opakowanie, słabe spawanie uszu biegunowych, wyciek z baterii i wysoka zawartość wilgoci, mają ogromny wpływ na wewnętrzną rezystancję baterii litowych.

Po drugie, materiały

(1) Odporność materiałów anodowych i anodowych jest duża.

(2) Wpływ materiału membrany. Takich jak grubość membrany, wielkość porowatości, wielkość porów i tak dalej. Grubość związana jest z rezystancją wewnętrzną, im cieńszy, tym rezystancja wewnętrzna jest mniejsza, aby osiągnąć wysoką moc ładowania i rozładowania. Jak najmniejsza przy określonej wytrzymałości mechanicznej, im grubsza jest wytrzymałość na przebicie, tym lepsza. Wielkość porów i wielkość porów membrany są związane z impedancją transportu jonów. Jeśli rozmiar porów jest zbyt mały, zwiększy to impedancję jonową. Jeśli rozmiar porów jest zbyt duży, może nie być w stanie całkowicie wyizolować drobnego dodatniego i ujemnego proszku, co łatwo doprowadzi do zwarcia lub przebicia przez dendryt litu.

(3) Wpływ materiału elektrolitowego. Przewodność jonowa i lepkość elektrolitu są związane z impedancją jonową. Im większa impedancja przenoszenia jonów, tym większa rezystancja wewnętrzna akumulatora i poważniejsza polaryzacja w procesie ładowania i rozładowywania.

(4) Wpływ pozytywnego materiału PVDF. Wysoki udział PVDF lub wysoka masa cząsteczkowa również prowadzi do wysokiej rezystancji wewnętrznej baterii litowej.

(5) Wpływ materiału przewodzącego dodatnio. Kluczowy jest również wybór rodzaju środka przewodzącego, takiego jak SP, KS, grafit przewodzący, CNT, grafen itp., Ze względu na różną morfologię, przewodnictwo baterii litowej jest stosunkowo różne, bardzo ważne jest, aby wybrać środek przewodzący o wysokiej przewodności i odpowiedni do użycia.

(6) wpływ materiałów ucha dodatniego i ujemnego. Grubość ucha biegunowego jest cienka, przewodność jest słaba, czystość użytego materiału nie jest wysoka, przewodność jest słaba, a rezystancja wewnętrzna akumulatora jest wysoka.

(7) folia miedziana jest źle utleniona i spawana, a materiał folii aluminiowej ma słabą przewodność lub tlenek na powierzchni, co również prowadzi do wysokiej rezystancji wewnętrznej akumulatora.

Zdjęcie

Inne aspekty

(1) Odchylenie przyrządu do pomiaru rezystancji wewnętrznej. Przyrząd powinien być regularnie sprawdzany, aby zapobiec niedokładnym wynikom testu spowodowanym niedokładnym przyrządem.

(2) Nieprawidłowa rezystancja wewnętrzna akumulatora spowodowana niewłaściwą obsługą.

(3) Złe środowisko produkcyjne, takie jak luźna kontrola kurzu i wilgoci. Pył warsztatowy przekracza normę, doprowadzi do wzrostu rezystancji wewnętrznej akumulatora, pogorszy samorozładowanie. Wilgotność w warsztacie jest wysoka, będzie również szkodliwa dla wydajności baterii litowej.