Det sista steget i produktionen av litiumbatteri är att gradera och screena litiumbatteriet för att säkerställa enhetligheten hos batterimodulen och batterimodulens utmärkta prestanda. Som är känt för alla har moduler som består av batterier med hög konsistens längre livslängd, medan moduler med dålig konsistens är benägna att över- och överurladdning på grund av hinkeffekt, och deras batterilivsdämpning accelereras. Olika batterikapaciteter kan till exempel orsaka olika urladdningsdjup för varje batteristräng. Batterier med liten kapacitet och dålig prestanda kommer att nå full laddning i förväg. Som ett resultat kan batterierna med stor kapacitet och bra prestanda inte nå full laddning. Inkonsekventa batterispänningar gör att varje batteri i en parallell sträng laddar varandra. Batteriet med en högre spänning laddar batteriet med en lägre spänning, vilket påskyndar försämringen av batteriets prestanda och förbrukar energi från hela batteristrängen. Ett batteri med hög självurladdning har en stor kapacitetsförlust. Inkonsekventa självurladdningshastigheter orsakar skillnader i batteriernas laddade status och spänning, vilket påverkar batteristrängarnas prestanda. Och så dessa batteriskillnader, långvarig användning kommer att påverka hela modulens livslängd.

Bilden

FIKON. 1.OCV- driftspänning – polarisationsspänningsdiagram

Batteriklassificeringen och screeningen är för att undvika urladdning av inkonsekventa batterier samtidigt. Batteriets interna motstånd och självurladdningstest är ett måste. Generellt sett är batteriets inre resistans uppdelat i ohm intern resistans och polarisations intern resistans. Ohms inre resistans består av elektrodmaterial, elektrolyt, membranresistans och kontaktresistans för varje del, inklusive elektronisk impedans, jonimpedans och kontaktimpedans. Inre polarisationsresistans hänvisar till resistansen som orsakas av polarisering under elektrokemisk reaktion, inklusive inre resistans för elektrokemisk polarisation och koncentrationspolarisation inre resistans. Batteriets ohmska resistans bestäms av batteriets totala ledningsförmåga, och batteriets polarisationsresistans bestäms av fastfasdiffusionskoefficienten för litiumjon i det elektrodaktiva materialet. I allmänhet är det interna motståndet hos litiumbatterier oskiljaktigt från processdesignen, själva materialet, miljön och andra aspekter, som kommer att analyseras och tolkas nedan.

Först processdesign

(1) De positiva och negativa elektrodformuleringarna har låg halt av ledande medel, vilket resulterar i stor elektronisk transmissionsimpedans mellan materialet och kollektorn, det vill säga hög elektronisk impedans. Litiumbatterier värms upp snabbare. Men detta bestäms av utformningen av batteriet, till exempel kraftbatteriet för att ta hänsyn till hastigheten prestanda, det kräver en högre andel av ledande medel, lämplig för hög hastighet laddning och urladdning. Kapacitet batteri är lite mer kapacitet, positiv och negativ material andel kommer att vara lite högre. Dessa beslut fattas i början av batteriets design och kan inte enkelt ändras.

(2) det finns för mycket bindemedel i den positiva och negativa elektrodformeln. Bindemedlet är i allmänhet ett polymermaterial (PVDF, SBR, CMC, etc.) med stark isoleringsförmåga. Även om den högre andelen bindemedel i det ursprungliga förhållandet är fördelaktigt för att förbättra avskalningshållfastheten hos polerna, är det ofördelaktigt för det inre motståndet. I batteriet design för att samordna förhållandet mellan bindemedel och bindemedel dosering, som kommer att fokusera på dispergering av bindemedel, det vill säga uppslamning beredningsprocessen, så långt som möjligt för att säkerställa dispergering av bindemedel.

(3) Ingredienserna är inte jämnt fördelade, det ledande medlet är inte helt dispergerat och en bra ledande nätverksstruktur bildas inte. Såsom visas i figur 2 är A fallet med dålig spridning av ledande medel och B är fallet med god spridning. När mängden ledande medel är densamma, kommer förändringen av omrörningsprocessen att påverka spridningen av ledande medel och batteriets inre motstånd.

Figur 2. Dålig spridning av ledande medel (A) Jämn spridning av ledande medel (B)

(4) Bindemedlet är inte helt upplöst, och vissa micellpartiklar finns, vilket resulterar i hög intern resistans hos batteriet. Oavsett torrblandning, halvtorrblandning eller våtblandningsprocess krävs det att bindemedelspulvret är helt upplöst. Vi kan inte sträva efter effektivitet för mycket och bortse från det objektiva kravet att pärmen behöver en viss tid för att vara helt upplöst.

(5) Elektrodkomprimeringens täthet kommer att påverka batteriets inre motstånd. Elektrodplattans kompakta densitet är liten och porositeten mellan partiklarna inuti elektrodplattan är hög, vilket inte bidrar till överföringen av elektroner och batteriets inre motstånd är högt. När elektrodskiktet komprimeras för mycket kan elektrodpulverpartiklarna överkrossas, och elektronöverföringsvägen blir längre efter krossning, vilket inte bidrar till batteriets laddning och urladdning. Det är viktigt att välja rätt packningsdensitet.

(6) Dålig svetsning mellan positiv och negativ elektrodklack och vätskeuppsamlare, virtuell svetsning, hög batteriresistans. Lämpliga svetsparametrar bör väljas under svetsning, och svetsparametrar som svetseffekt, amplitud och tid bör optimeras genom DOE, och svetskvaliteten bör bedömas utifrån svetsstyrka och utseende.

(7) dålig lindning eller dålig laminering, gapet mellan membran, positiv platta och negativ platta är stort, och jonimpedansen är stor.

(8) Batterielektrolyten är inte helt infiltrerad i de positiva och negativa elektroderna och membranet, och elektrolytens utformningstillägg är otillräckligt, vilket också kommer att leda till hög jonimpedans hos batteriet.

(9) Bildningsprocessen är dålig, grafitanodytan SEI är instabil, vilket påverkar batteriets inre motstånd.

(10) Andra, såsom dålig förpackning, dålig svetsning av polöron, batteriläckage och hög fukthalt, har stor inverkan på litiumbatteriers inre motstånd.

För det andra, material

(1) Motståndet hos anod- och anodmaterial är stort.

(2) Inverkan av membranmaterial. Såsom diafragmatjocklek, porositetsstorlek, porstorlek och så vidare. Tjocklek är relaterad till inre motstånd, ju tunnare det inre motståndet är mindre, för att uppnå hög effektladdning och urladdning. Så liten som möjligt under en viss mekanisk hållfasthet, ju tjockare punkteringshållfastheten är desto bättre. Diafragmans porstorlek och porstorlek är relaterade till impedansen för jontransport. Om porstorleken är för liten kommer det att öka jonimpedansen. Om porstorleken är för stor kan den kanske inte helt isolera det fina positiva och negativa pulvret, vilket lätt leder till kortslutning eller genomborras av litiumdendrit.

(3) Påverkan av elektrolytmaterial. Elektrolytens jonledningsförmåga och viskositet är relaterade till jonimpedansen. Ju högre jonöverföringsimpedansen är, desto större är batteriets inre motstånd och desto allvarligare är polariseringen i laddnings- och urladdningsprocessen.

(4) Påverkan av positivt PVDF-material. En hög andel PVDF eller hög molekylvikt kommer också att leda till hög intern resistans hos litiumbatterier.

(5) Påverkan av positivt ledande material. Valet av typ av ledande medel är också nyckeln, såsom SP, KS, ledande grafit, CNT, grafen, etc., på grund av den olika morfologin är konduktiviteten hos litiumbatterier relativt olika, det är mycket viktigt att välja det ledande medlet med hög konduktivitet och lämpligt för användning.

(6) påverkan av positiva och negativa polöra material. Tjockleken på polörat är tunn, ledningsförmågan är dålig, renheten hos det använda materialet är inte hög, ledningsförmågan är dålig och batteriets inre resistans är hög.

(7) kopparfolien är oxiderad och svetsad dåligt, och aluminiumfoliematerialet har dålig ledningsförmåga eller oxid på ytan, vilket också kommer att leda till hög intern resistans hos batteriet.

Bilden

Andra aspekter

(1) Internt motståndstestinstruments avvikelse. Instrumentet bör kontrolleras regelbundet för att förhindra felaktiga testresultat orsakade av felaktiga instrument.

(2) Onormalt batteri internt motstånd orsakat av felaktig användning.

(3) Dålig produktionsmiljö, såsom lös kontroll av damm och fukt. Verkstadsdamm överstiger standarden, kommer att leda till ökningen av batteriets inre motstånd, självurladdning förvärras. Verkstadsfuktigheten är hög, kommer också att vara skadlig för litiumbatteriets prestanda.