Ultimul pas în producția bateriei cu litiu este clasificarea și ecranarea bateriei cu litiu pentru a asigura consistența modulului bateriei și performanța excelentă a modulului bateriei. După cum este cunoscut tuturor, modulele compuse din baterii cu consistență ridicată au o durată de viață mai lungă, în timp ce modulele cu consistență slabă sunt predispuse la supraîncărcare și supradescărcare din cauza efectului de găleată, iar atenuarea duratei de viață a bateriei este accelerată. De exemplu, capacități diferite ale bateriei pot cauza adâncimi diferite de descărcare a fiecărui șir de baterie. Bateriile cu capacitate mică și performanțe slabe vor ajunge în avans la starea de încărcare completă. Ca urmare, bateriile cu capacitate mare și performanțe bune nu pot ajunge la starea de încărcare completă. Tensiunile inconsecvente ale bateriei fac ca fiecare baterie dintr-un șir paralel să se încarce reciproc. Bateria cu o tensiune mai mare încarcă bateria cu o tensiune mai mică, ceea ce accelerează degradarea performanței bateriei și consumă energie pentru întregul șir de baterie. O baterie cu o rată mare de auto-descărcare are o pierdere mare de capacitate. Ratele inconsecvente de auto-descărcare cauzează diferențe în starea de încărcare și tensiunea bateriilor, afectând performanța șirurilor de baterii. Și astfel, aceste diferențe ale bateriei, utilizarea pe termen lung va afecta durata de viață a întregului modul.

Fotografia

FIG. 1.OCV- tensiune de operare – diagrama tensiune de polarizare

Clasificarea și screeningul bateriilor este pentru a evita descărcarea bateriilor inconsistente în același timp. Rezistența internă a bateriei și testul de autodescărcare sunt obligatorii. În general, rezistența internă a bateriei este împărțită în rezistență internă ohm și rezistență internă de polarizare. Rezistența internă Ohm constă din materialul electrodului, electrolit, rezistența diafragmei și rezistența de contact a fiecărei piese, inclusiv impedanța electronică, impedanța ionică și impedanța de contact. Rezistența internă de polarizare se referă la rezistența cauzată de polarizare în timpul reacției electrochimice, inclusiv rezistența internă la polarizare electrochimică și rezistența internă la polarizare de concentrare. Rezistența ohmică a bateriei este determinată de conductivitatea totală a bateriei, iar rezistența de polarizare a bateriei este determinată de coeficientul de difuzie în fază solidă a ionului de litiu în materialul activ al electrodului. În general, rezistența internă a bateriilor cu litiu este inseparabilă de proiectarea procesului, de materialul în sine, de mediu și de alte aspecte, care vor fi analizate și interpretate mai jos.

În primul rând, proiectarea procesului

(1) Formulările electrozilor pozitivi și negativi au un conținut scăzut de agent conductiv, rezultând o impedanță mare de transmisie electronică între material și colector, adică o impedanță electronică ridicată. Bateriile cu litiu se încălzesc mai repede. Cu toate acestea, acest lucru este determinat de designul bateriei, de exemplu, bateria de putere pentru a ține cont de performanța ratei, necesită o proporție mai mare de agent conductor, potrivit pentru încărcare și descărcare cu viteză mare. Capacitatea bateriei este puțin mai mare, proporția materialului pozitiv și negativ va fi puțin mai mare. Aceste decizii sunt luate la începutul designului bateriei și nu pot fi schimbate cu ușurință.

(2) există prea mult liant în formula electrodului pozitiv și negativ. Liantul este în general un material polimeric (PVDF, SBR, CMC etc.) cu performanțe puternice de izolare. Deși proporția mai mare de liant în raportul inițial este benefică pentru a îmbunătăți rezistența la îndepărtare a stâlpilor, este dezavantajoasă pentru rezistența internă. În proiectarea bateriei, pentru a coordona relația dintre liant și doza de liant, care se va concentra pe dispersia liantului, adică procesul de preparare a șlamului, pe cât posibil pentru a asigura dispersia liantului.

(3) Ingredientele nu sunt dispersate uniform, agentul conductor nu este complet dispersat și nu se formează o structură de rețea conductivă bună. După cum se arată în Figura 2, A este cazul dispersiei slabe a agentului conductiv, iar B este cazul unei dispersii bune. Când cantitatea de agent conductor este aceeași, schimbarea procesului de agitare va afecta dispersia agentului conductor și rezistența internă a bateriei.

Figura 2. Dispersia slabă a agentului conductor (A) Dispersia uniformă a agentului conductor (B)

(4) Liantul nu este complet dizolvat și există unele particule micelare, ceea ce duce la o rezistență internă ridicată a bateriei. Indiferent de amestecarea uscată, amestecarea semi-uscă sau procesul de amestecare umedă, este necesar ca pulberea de liant să fie complet dizolvată. Nu putem urmări prea mult eficiența și ignorăm cerința obiectivă conform căreia liantul are nevoie de un anumit timp pentru a se dizolva complet.

(5) Densitatea de compactare a electrodului va afecta rezistența internă a bateriei. Densitatea compactă a plăcii electrodului este mică, iar porozitatea dintre particulele din interiorul plăcii electrodului este mare, ceea ce nu favorizează transmiterea electronilor, iar rezistența internă a bateriei este mare. Când foaia de electrod este compactată prea mult, particulele de pulbere de electrod pot fi supra-zdrobite, iar calea de transmisie a electronilor devine mai lungă după zdrobire, ceea ce nu este favorabil performanței de încărcare și descărcare a bateriei. Este important să alegeți densitatea potrivită de compactare.

(6) Sudură greșită între borna electrodului pozitiv și negativ și colectorul de fluid, sudare virtuală, rezistență ridicată a bateriei. Parametrii de sudare adecvați trebuie selectați în timpul sudării, iar parametrii de sudare, cum ar fi puterea de sudare, amplitudinea și timpul de sudare, ar trebui optimizați prin DOE, iar calitatea sudurii ar trebui evaluată după rezistența și aspectul sudării.

(7) înfășurare slabă sau laminare slabă, decalajul dintre diafragmă, placa pozitivă și placa negativă este mare, iar impedanța ionică este mare.

(8) Electrolitul bateriei nu este complet infiltrat în electrozii pozitivi și negativi și în diafragmă, iar alocația de proiectare a electrolitului este insuficientă, ceea ce va duce, de asemenea, la o impedanță ionică mare a bateriei.

(9) Procesul de formare este slab, suprafața anodului de grafit SEI este instabilă, afectând rezistența internă a bateriei.

(10) Altele, cum ar fi ambalarea defectuoasă, sudarea defectuoasă a urechilor polului, scurgerea bateriei și conținutul ridicat de umiditate, au un impact mare asupra rezistenței interne a bateriilor cu litiu.

În al doilea rând, materialele

(1) Rezistența materialelor anodului și anodului este mare.

(2) Influența materialului diafragmei. Cum ar fi grosimea diafragmei, dimensiunea porozității, dimensiunea porilor și așa mai departe. Grosimea este legată de rezistența internă, cu cât rezistența internă este mai subțire, astfel încât să se obțină o putere mare de încărcare și descărcare. Cât de mic posibil sub o anumită rezistență mecanică, cu cât rezistența la perforare este mai groasă, cu atât mai bine. Dimensiunea porilor și dimensiunea porilor diafragmei sunt legate de impedanța transportului ionic. Dacă dimensiunea porilor este prea mică, aceasta va crește impedanța ionilor. Dacă dimensiunea porilor este prea mare, este posibil să nu poată izola complet pulberea fină pozitivă și negativă, ceea ce va duce cu ușurință la scurtcircuit sau va fi străpuns de dendrita de litiu.

(3) Influența materialului electrolit. Conductivitatea ionică și vâscozitatea electrolitului sunt legate de impedanța ionică. Cu cât este mai mare impedanța de transfer ionic, cu atât este mai mare rezistența internă a bateriei și polarizarea mai gravă în procesul de încărcare și descărcare.

(4) Influența materialului PVDF pozitiv. O proporție mare de PVDF sau greutate moleculară mare va duce, de asemenea, la o rezistență internă ridicată a bateriei cu litiu.

(5) Influența materialului conductiv pozitiv. Selectarea tipului de agent conductiv este, de asemenea, cheie, cum ar fi SP, KS, grafit conductiv, CNT, grafen etc., datorită morfologiei diferite, performanța conductibilității bateriei cu litiu este relativ diferită, este foarte important să selectați agentul conductiv cu conductivitate ridicată și adecvat pentru utilizare.

(6) influența materialelor pozitive și negative ale urechii polare. Grosimea urechii polului este subțire, conductivitatea este slabă, puritatea materialului utilizat nu este ridicată, conductivitatea este slabă și rezistența internă a bateriei este mare.

(7) folia de cupru este oxidată și sudată prost, iar materialul din folie de aluminiu are o conductivitate slabă sau oxid la suprafață, ceea ce va duce, de asemenea, la o rezistență internă ridicată a bateriei.

Fotografia

Alte aspecte

(1) Abaterea instrumentului de testare a rezistenței interne. Instrumentul trebuie verificat în mod regulat pentru a preveni rezultatele inexacte ale testelor cauzate de instrumentul inexact.

(2) Rezistență internă anormală a bateriei cauzată de funcționarea necorespunzătoare.

(3) Mediu de producție slab, cum ar fi controlul slab al prafului și umidității. Praful de atelier depășește standardul, va duce la creșterea rezistenței interne a bateriei, autodescărcare agravată. Umiditatea atelierului este mare, va fi, de asemenea, dăunătoare performanței bateriei cu litiu.