Kalayan ngagunakeun batré litium, kinerja batré terus buruk, utamana salaku buruk kapasitas, ngaronjat lalawanan internal, kakuatan turun, jsb Parobahan tina résistansi internal batré kapangaruhan ku rupa-rupa kaayaan pamakéan kayaning suhu sarta jero ngurangan. Ku alatan éta, faktor anu mangaruhan résistansi internal batré dijelaskeun dina hal desain struktur batré, kinerja bahan baku, prosés manufaktur jeung kaayaan pamakéan.

Résistansi nyaéta résistansi anu ditampi ku batré litium nalika arus ngalir di jero batré nalika berpungsi. Sacara umum, résistansi internal batré litium dibagi kana résistansi internal ohmic sareng résistansi internal polarisasi. Résistansi internal ohmic diwangun ku bahan éléktroda, éléktrolit, résistansi diafragma sareng résistansi kontak unggal bagian. Résistansi internal polarisasi nujul kana résistansi anu disababkeun ku polarisasi nalika réaksi éléktrokimia, kalebet résistansi internal polarisasi éléktrokimia sareng résistansi internal polarisasi konsentrasi. Résistansi internal ohmic batré ditangtukeun ku total konduktivitas batré, sareng résistansi internal polarisasi batré ditangtukeun ku koefisien difusi fase padet ion litium dina bahan aktif éléktroda.

résistansi ohm

Résistansi ohmic utamana dibagi kana tilu bagian, hiji nyaéta impedansi ionik, anu sanésna nyaéta impedansi éléktronik, sareng anu katilu nyaéta impedansi kontak. Kami ngarepkeun résistansi internal batré litium sakedik-gancang, janten urang kedah nyandak ukuran khusus pikeun ngirangan résistansi internal ohmic pikeun tilu barang ieu.

impedansi ion

Résistansi ion batré litium nujul kana résistansi kana pangiriman ion litium di jero batré. Dina batré litium, laju migrasi ion litium sareng laju konduksi éléktron maénkeun peran anu sami penting, sareng résistansi ion utamina dipangaruhan ku bahan éléktroda positip sareng négatip, separator, sareng éléktrolit. Pikeun ngirangan impedansi ion, anjeun kedah ngalakukeun ieu:

Pastikeun yén bahan positip sareng négatif sareng éléktrolit gaduh kalembaban anu saé

Perlu milih dénsitas compaction anu cocog nalika ngarancang potongan kutub. Lamun dénsitas compaction badag teuing, éléktrolit teu gampang infiltrate, nu baris ngaronjatkeun daya tahan ion. Pikeun sapotong kutub négatip, upami pilem SEI kabentuk dina beungeut bahan aktif salila muatan munggaran tur ngurangan teuing kandel, éta ogé bakal ngaronjatkeun daya tahan ion. Dina waktu ieu, perlu pikeun ngaluyukeun prosés formasi batré pikeun ngajawab eta.

Pangaruh éléktrolit

Éléktrolit kedah gaduh konsentrasi, viskositas sareng konduktivitas anu pas. Nalika viskositas éléktrolit teuing tinggi, éta henteu kondusif pikeun infiltrasi antara éléktrolit sareng bahan aktif tina éléktroda positip sareng négatip. Dina waktos anu sami, éléktrolit ogé peryogi konsentrasi anu rendah, konsentrasi anu luhur teuing ogé henteu kondusif pikeun aliran sareng resapanna. Konduktivitas éléktrolit mangrupikeun faktor anu paling penting anu mangaruhan résistansi ion, anu nangtukeun migrasi ion.

Pangaruh diafragma dina résistansi ion

Faktor pangaruh utama diafragma dina résistansi ion nyaéta: distribusi éléktrolit dina diafragma, daérah diafragma, ketebalan, ukuran pori, porositas, sareng koefisien tortuosity. Pikeun diafragma keramik, éta ogé perlu pikeun nyegah partikel keramik tina blocking pori diafragma, nu teu kondusif pikeun petikan ion. Bari mastikeun yén éléktrolit geus pinuh infiltrated kana diafragma, teu kudu aya kaleuwihan éléktrolit sésana di dinya, nu ngurangan efisiensi éléktrolit nu.

impedansi éléktronik

Aya seueur faktor anu mangaruhan impedansi éléktronik, anu tiasa dironjatkeun tina aspék sapertos bahan sareng prosés.

Lempeng positip sareng négatip

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.

diafragma

Faktor utama anu mangaruhan impedansi éléktronik tina diafragma nyaéta: ketebalan diafragma, porosity, sareng produk sampingan dina prosés muatan sareng ngaleupaskeun. Dua kahiji gampang kaharti. Saatos batréna disassembled, lapisan kandel bahan coklat mindeng kapanggih dina separator nu, kaasup éléktroda négatip grafit jeung réaksi na ku-produk, nu bakal meungpeuk pori diafragma jeung ngurangan umur layanan batréna.

Substrat kolektor ayeuna

Bahan, ketebalan, lebar kolektor ayeuna sareng darajat kontak sareng tab sadayana mangaruhan impedansi éléktronik. Kolektor ayeuna kedah milih substrat anu teu acan dioksidasi sareng dipasifkeun, upami henteu bakal mangaruhan impedansi. las goréng antara tambaga jeung aluminium foil jeung tab ogé bakal mangaruhan impedansi éléktronik.

Résistansi kontak

Résistansi kontak kabentuk antara kontak antara tambaga sareng aluminium foil sareng bahan aktip, sareng perhatian kedah dibayar ka adhesion tina némpelkeun éléktroda positip sareng négatip.

Résistansi internal polarized

Nalika arus ngaliwatan éléktroda, fenomena yén poténsi éléktroda nyimpang tina poténsi éléktroda kasatimbangan disebut polarisasi éléktroda. Polarisasi kalebet polarisasi ohmik, polarisasi éléktrokimia sareng polarisasi konsentrasi. Résistansi polarisasi nujul kana résistansi internal anu disababkeun ku polarisasi éléktroda positip sareng éléktroda négatip batré nalika réaksi éléktrokimia. Bisa ngagambarkeun konsistensi internal tina batré, tapi teu cocog pikeun produksi alatan pangaruh operasi sarta metoda. Résistansi polarisasi internal henteu konstan, sareng robih ku waktos salami prosés ngecas sareng ngecas. Ieu kusabab komposisi bahan aktif, konsentrasi sareng suhu éléktrolit terus robih. Résistansi internal ohmic patuh kana hukum Ohm, sareng résistansi internal polarisasi ningkat kalayan paningkatan dénsitas ayeuna, tapi éta sanés hubungan linier. Ieu sering naek linier sakumaha logaritma dénsitas ayeuna naek.

Pangaruh desain struktural

Dina desain struktur batré, sajaba riveting na las tina struktur batré sorangan, jumlah, ukuran, jeung lokasi tab batré langsung mangaruhan lalawanan internal batré. Pikeun extent tangtu, ngaronjatna jumlah tab bisa éféktif ngurangan résistansi internal batré. Posisi tab ogé mangaruhan résistansi internal batré. Résistansi internal tina batré tatu sareng posisi tab dina sirah potongan kutub positip sareng négatip nyaéta anu panggedéna. Dibandingkeun jeung batré tatu, batré laminated sarua jeung puluhan accu leutik dina paralel. , Résistansi internalna langkung alit.

Dampak kinerja bahan baku

Positive and negative active materials

Dina batré litium, bahan éléktroda positip nyaéta sisi panyimpen litium, anu langkung nangtukeun kinerja batré litium. Bahan éléktroda positif utamana ngaronjatkeun konduktivitas éléktronik antara partikel ngaliwatan palapis jeung doping. Contona, doping kalawan Ni ngaronjatkeun kakuatan beungkeut PO, stabilizes struktur LiFePO4 / C, optimizes volume sél, sarta éféktif bisa ngurangan lalawanan mindahkeun muatan tina bahan éléktroda positif. Paningkatan signifikan dina polarisasi aktivasina, khususna polarisasi aktivasina éléktroda négatip, mangrupikeun alesan utama pikeun polarisasi anu serius. Ngurangan ukuran partikel éléktroda négatip sacara efektif tiasa ngirangan polarisasi aktif tina éléktroda négatip. Nalika ukuran partikel fase padet tina éléktroda négatip diréduksi ku satengah, polarisasi aktif bisa ngurangan ku 45%. Ku alatan éta, dina hal desain batré, panalungtikan ngeunaan perbaikan tina bahan positif jeung negatif sorangan ogé indispensable.

Agén konduktif

Grafit sareng karbon hideung seueur dianggo dina widang batré litium kusabab sipat anu saé. Dibandingkeun jeung agén conductive basis grafit, éléktroda positif jeung karbon agén conductive dumasar-hideung boga kinerja laju batré hadé, sabab agén conductive basis grafit ngabogaan morfologi partikel flaky, nu ngabalukarkeun kanaékan badag dina tortuosity pori dina laju badag, sarta Li cair fase difusi gampang lumangsung Fenomena yén prosés ngawatesan kapasitas ngurangan. Batré kalawan CNTs ditambahkeun boga résistansi internal handap, sabab dibandingkeun jeung titik kontak antara grafit / karbon hideung jeung bahan aktip, nu serat karbon nanotubes aya dina kontak garis kalawan bahan aktif, nu bisa ngurangan impedansi panganteur batré.

Kolektor ayeuna

Ngurangan résistansi antarbeungeut antara kolektor ayeuna sareng bahan aktip sareng ningkatkeun kakuatan beungkeutan antara dua mangrupikeun cara anu penting pikeun ningkatkeun kamampuan batré litium. Palapis palapis karbon conductive dina beungeut aluminium foil jeung perlakuan korona dina aluminium foil bisa éféktif ngurangan impedansi panganteur batré. Dibandingkeun sareng aluminium foil biasa, panggunaan aluminium foil anu dilapis karbon tiasa ngirangan résistansi internal batré sakitar 65%, sareng tiasa ngirangan paningkatan résistansi internal batré nalika dianggo. Résistansi internal AC tina aluminium foil anu dirawat korona tiasa dikirangan sakitar 20%. Dina rentang SOC 20% ~ 90% anu biasa dianggo, résistansi internal DC umumna relatif leutik sareng paningkatanna laun-laun langkung alit nalika jerona ningkat.

diafragma

Konduksi ion di jero batré gumantung kana difusi ion Li dina éléktrolit ngaliwatan diafragma porous. Nyerep cairan sareng kamampuan wetting diafragma mangrupikeun konci pikeun ngabentuk saluran aliran ion anu saé. Nalika diafragma ngagaduhan tingkat nyerep cairan anu langkung luhur sareng struktur porous, éta tiasa ningkat. Konduktivitas ngurangan impedansi batré jeung ngaronjatkeun kinerja laju batré. Dibandingkeun jeung mémbran basa biasa, diafragma keramik jeung diafragma karét-coated teu ngan bisa greatly ngaronjatkeun résistansi shrinkage suhu luhur diafragma, tapi ogé ningkatkeun nyerep cairan sarta pangabisa wetting of diafragma. Ditambah palapis keramik SiO2 dina diafragma PP bisa nyieun diafragma nyerep cairan Volume ngaronjat ku 17%. Lapisan 1μm PVDF-HFP dina diafragma komposit PP / pe, laju nyerep cairan diafragma ningkat tina 70% ka 82%, sareng résistansi internal sél diréduksi ku langkung ti 20%.

Tina aspék prosés manufaktur sareng kaayaan pamakean, faktor anu mangaruhan résistansi internal batré utamina kalebet:

Faktor prosés mangaruhan

Pulping

Kasaragaman tina dispersi slurry salila Pergaulan mangaruhan naha agén conductive bisa seragam dispersed dina bahan aktip dina kontak nutup jeung eta, nu patali jeung lalawanan internal batré. Ku ngaronjatna dispersi-speed tinggi, anu uniformity tina dispersi slurry bisa ningkat, sarta lalawanan internal batré bakal leuwih leutik. Ku nambahkeun surfactant a, nu uniformity tina sebaran agén conductive dina éléktroda bisa ningkat, sarta polarisasi éléktrokimia bisa ngurangan sarta tegangan ngurangan median bisa ngaronjat.

lapisan wulu

Kapadetan daérah mangrupikeun salah sahiji parameter konci dina desain batré. Nalika kapasitas batré konstan, ngaronjatna dénsitas permukaan potongan kutub inevitably bakal ngurangan total panjang collector arus jeung diafragma, sarta lalawanan ohmic batréna bakal ngurangan sasuai. Ku alatan éta, dina rentang nu tangtu, Résistansi internal batré nurun salaku dénsitas areal naek. Migrasi sarta separation molekul pangleyur salila palapis na drying raket patalina jeung suhu oven, nu langsung mangaruhan sebaran map sarta agén conductive dina sapotong kutub, lajeng mangaruhan formasi grid conductive jero sapotong kutub. Ku alatan éta, palapis jeung prosés drying Suhu oge hiji prosés penting pikeun optimizing kinerja batré.

rolling

Pikeun extent tangtu, résistansi internal batré nurun salaku dénsitas compaction naek. Kusabab dénsitas compaction naek, jarak antara partikel bahan baku nurun. Beuki kontak antara partikel, beuki conductive sasak sarta saluran, sarta batré impedansi ngurangan. Kadali dénsitas compaction utamana dihontal ku ketebalan rolling. ketebalan rolling béda boga dampak gede dina lalawanan internal batréna. Nalika ketebalan rolling badag, résistansi kontak antara bahan aktif jeung collector ayeuna naek alatan gagalna bahan aktif bisa digulung pageuh, sarta lalawanan internal tina batré nambahan. Saatos batréna geus cycled, retakan anu dihasilkeun dina beungeut éléktroda positif batré jeung ketebalan rolling rélatif kandel, nu salajengna bakal ningkatkeun résistansi kontak antara permukaan bahan aktif tina sapotong kutub jeung collector ayeuna.

waktos turnaround sapotong kutub

Waktu rak béda tina éléktroda positif boga dampak gede dina lalawanan internal batré. Nalika waktos rak pondok, résistansi internal batré bakal ningkat lalaunan kusabab pangaruh lapisan palapis karbon dina permukaan fosfat beusi litium sareng fosfat beusi litium; Nalika batréna ditinggalkeun pikeun lila (leuwih ti 23h), résistansi internal batré naek nyata alatan pangaruh digabungkeun tina réaksi litium beusi fosfat jeung cai sarta adhesion of napel nu. Ku alatan éta, perlu mastikeun ngadalikeun waktos turnaround potongan kutub dina produksi sabenerna.

Suntikan cair

Konduktivitas ionik éléktrolit nangtukeun résistansi internal sareng karakteristik laju batré. Konduktivitas éléktrolit sabanding tibalik jeung viskositas pangleyur, sarta ogé kapangaruhan ku konsentrasi uyah litium jeung ukuran anion. Salian panalungtikan optimasi dina konduktivitas, volume suntik jeung waktu resapan sanggeus suntik ogé langsung mangaruhan résistansi internal batré. Volume suntik leutik atawa waktu infiltrasi cukup bakal ngabalukarkeun résistansi internal batréna jadi badag teuing, kukituna mangaruhan batré The kapasitas maén.

Pangaruh kaayaan pamakéan

suhu

Pangaruh suhu dina résistansi internal atra. Nu nurunkeun hawa, nu laun pangiriman ion di jero batré jeung nu leuwih gede lalawanan internal batré. Impedansi batré tiasa dibagi kana impedansi bulk, impedansi mémbran SEI, sareng impedansi transfer muatan. Impedansi bulk sareng impedansi mémbran SEI utamana kapangaruhan ku konduktivitas ionik éléktrolit, sareng tren parobihan dina suhu rendah konsisten sareng tren parobihan konduktivitas éléktrolit. Dibandingkeun sareng kanaékan impedansi bulk sareng résistansi pilem SEI dina suhu anu handap, impedansi réaksi muatan naék langkung nyata kalayan turunna suhu. Di handap -20°C, impedansi réaksi muatan ampir 100% tina total résistansi internal batré.

SOC

Nalika batréna aya dina SOC béda, résistansi internalna ogé béda, khususna résistansi internal DC langsung mangaruhan kinerja kakuatan batré, teras nunjukkeun kinerja batré dina kaayaan saleresna: résistansi internal DC tina batré litium beda-beda sareng jerona ngurangan DOD batré The lalawanan internal dasarna unchanged dina 10% ~ 80% interval ngurangan. Sacara umum, résistansi internal ningkat sacara signifikan dina jerona anu langkung jero.

neundeun

Nalika waktos neundeun batré litium-ion naék, batréna terus umur, sareng résistansi internalna terus ningkat. Jenis-jenis batré litium béda-béda gaduh tingkat parobahan anu béda dina résistansi internal. Saatos waktos anu lami disimpen salami 9-10 bulan, tingkat paningkatan résistansi internal batré LFP langkung luhur tibatan batré NCA sareng NCM. Laju kanaékan résistansi internal aya hubunganana sareng waktos neundeun, suhu neundeun sareng SOC panyimpen

siklus

Naha éta téh neundeun atawa Ngabuburit, hawa boga pangaruh anu sarua dina résistansi internal batréna. Nu leuwih luhur suhu siklus, nu gede laju kanaékan lalawanan internal. interval siklus béda boga épék béda dina lalawanan internal batréna. Résistansi internal batré ningkat kalayan ningkatna jero muatan sareng ngaleupaskeun, sareng paningkatan résistansi internal sabanding sareng kanaékan jerona muatan sareng ngaleupaskeun. Salian dampak jero muatan jeung ngurangan dina siklus, tegangan cut-off muatan ogé boga dampak: wates luhur teuing low atawa luhur teuing tina tegangan muatan bakal ningkatkeun impedansi panganteur éléktroda, sarta a pilem passivation teu bisa kabentuk ogé dina tegangan wates luhur teuing low, sarta tegangan luhur teuing wates luhur bakal ngabalukarkeun éléktrolit pikeun ngoksidasi sarta decompose dina beungeut éléktroda LiFePO4 pikeun ngabentuk produk kalawan konduktivitas listrik low.

nu lain

Batré litium anu dipasang dina kendaraan pasti bakal ngalaman kaayaan jalan anu goréng dina aplikasi praktis, tapi panilitian mendakan yén lingkungan geter batré litium ampir teu aya pangaruhna kana résistansi internal batré litium nalika prosés aplikasi.

melong

Résistansi internal mangrupikeun parameter penting pikeun ngukur kinerja kakuatan litium-ion sareng ngaevaluasi umur batre. Nu leuwih gede résistansi internal, nu parah kinerja laju batré, jeung nu leuwih gancang eta naek salila neundeun jeung daur ulang. Résistansi internal aya hubunganana sareng struktur batré, karakteristik bahan batré sareng prosés manufaktur, sareng parobihan kalayan parobihan suhu ambien sareng kaayaan muatan. Ku alatan éta, ngembangkeun batré lalawanan internal low mangrupakeun konci pikeun ngaronjatkeun kinerja kakuatan batré, sarta dina waktos anu sareng, mastering hukum robah tina résistansi internal batré boga significance praktis pohara penting pikeun prediksi hirup batré.