Lityum pil üretimindeki son adım, pil modülünün tutarlılığını ve pil modülünün mükemmel performansını sağlamak için lityum pili derecelendirmek ve taramaktır. Bilindiği gibi tutarlılığı yüksek pillerden oluşan modüller daha uzun hizmet ömrüne sahipken, tutarlılığı zayıf olan modüller kova etkisi nedeniyle aşırı şarja ve aşırı deşarja maruz kalmakta ve pil ömrü kısalması hızlanmaktadır. Örneğin, farklı pil kapasiteleri, her bir pil dizisinin farklı deşarj derinliklerine neden olabilir. Küçük kapasiteli ve performansı düşük piller önceden tam şarj durumuna ulaşacaktır. Sonuç olarak, büyük kapasiteli ve iyi performansa sahip piller tam şarj durumuna ulaşamazlar. Tutarsız akü voltajları, paralel bir dizideki her bir pilin birbirini şarj etmesine neden olur. Daha yüksek voltajlı pil, pili daha düşük voltajla şarj eder, bu da pil performansının düşmesini hızlandırır ve tüm pil dizisinin enerjisini tüketir. Kendi kendine deşarj oranı yüksek bir pilin büyük bir kapasite kaybı vardır. Tutarsız kendi kendine deşarj oranları, pil dizilerinin performansını etkileyen pillerin şarj durumu ve voltajında ​​farklılıklara neden olur. Ve böylece bu pil farklılıkları, uzun süreli kullanım tüm modülün ömrünü etkileyecektir.

Fotoğraf

İNCİR. 1.OCV- çalışma gerilimi – polarizasyon gerilimi diyagramı

Pil sınıflandırması ve tarama, aynı anda tutarsız pillerin boşalmasını önlemek içindir. Pil iç direnci ve kendi kendine deşarj testi bir zorunluluktur. Genel olarak, pil iç direnci, ohm iç direnci ve polarizasyon iç direnci olarak ikiye ayrılır. Ohm iç direnci, elektronik empedans, iyonik empedans ve temas empedansı dahil olmak üzere her parçanın elektrot malzemesi, elektrolit, diyafram direnci ve temas direncinden oluşur. Polarizasyon iç direnci, elektrokimyasal polarizasyon iç direnci ve konsantrasyon polarizasyonu iç direnci dahil, elektrokimyasal reaksiyon sırasında polarizasyonun neden olduğu direnci ifade eder. Pilin omik direnci, pilin toplam iletkenliği ile belirlenir ve pilin polarizasyon direnci, elektrot aktif malzemesindeki lityum iyonunun katı faz difüzyon katsayısı ile belirlenir. Genel olarak, lityum pillerin iç direnci, aşağıda analiz edilecek ve yorumlanacak olan süreç tasarımından, malzemenin kendisinden, çevreden ve diğer yönlerden ayrılamaz.

İlk olarak, süreç tasarımı

(1) Pozitif ve negatif elektrot formülasyonları, düşük iletken madde içeriğine sahiptir, bu da malzeme ile toplayıcı arasında büyük elektronik iletim empedansı, yani yüksek elektronik empedans ile sonuçlanır. Lityum piller daha hızlı ısınır. Bununla birlikte, bu, pilin tasarımı ile belirlenir, örneğin, güç pilinin hız performansını hesaba katması, daha yüksek oranda iletken madde gerektirir, büyük oranlı şarj ve deşarj için uygundur. Kapasite pil kapasitesi biraz daha fazla, pozitif ve negatif malzeme oranı biraz daha yüksek olacaktır. Bu kararlar, pil tasarımının başlangıcında verilir ve kolayca değiştirilemez.

(2) pozitif ve negatif elektrot formülünde çok fazla bağlayıcı var. Bağlayıcı genellikle güçlü yalıtım performansına sahip bir polimer malzemedir (PVDF, SBR, CMC, vb.). Orijinal orandaki daha yüksek bağlayıcı oranı, kutupların soyulma mukavemetini geliştirmek için faydalı olsa da, iç direnç için dezavantajlıdır. Batarya tasarımında, bağlayıcının dağılımına odaklanacak olan bağlayıcı ve bağlayıcı dozajı arasındaki ilişkiyi koordine etmek, yani bağlayıcının dağılmasını sağlamak için mümkün olduğunca bulamaç hazırlama işlemi.

(3) Bileşenler eşit olarak dağılmamıştır, iletken madde tamamen dağılmamıştır ve iyi bir iletken ağ yapısı oluşturulmamıştır. Şekil 2’de gösterildiği gibi, A, iletken maddenin zayıf dağılımı durumudur ve B, iyi dağılım durumudur. İletken madde miktarı aynı olduğunda, karıştırma işleminin değişmesi iletken maddenin dağılımını ve pilin iç direncini etkileyecektir.

Şekil 2. İletken maddenin zayıf dağılımı (A) İletken maddenin düzgün dağılımı (B)

(4) Bağlayıcı tamamen çözülmez ve bazı misel parçacıkları bulunur, bu da pilin yüksek iç direncine neden olur. Kuru karıştırma, yarı kuru karıştırma veya ıslak karıştırma işlemi fark etmeksizin, bağlayıcı tozun tamamen çözünmesi gerekmektedir. Verimliliği çok fazla takip edemeyiz ve bağlayıcının tamamen çözülmesi için belirli bir zamana ihtiyaç duyduğu nesnel gerekliliği göz ardı edemeyiz.

(5) Elektrot sıkıştırma yoğunluğu, pilin iç direncini etkiler. Elektrot plakasının kompakt yoğunluğu küçüktür ve elektrot plakasının içindeki parçacıklar arasındaki gözeneklilik yüksektir, bu da elektronların iletilmesine elverişli değildir ve pilin iç direnci yüksektir. Elektrot levhası çok fazla sıkıştırıldığında, elektrot tozu parçacıkları aşırı ezilebilir ve ezmeden sonra elektron iletim yolu uzar, bu da pilin şarj ve deşarj performansına yardımcı olmaz. Doğru sıkıştırma yoğunluğunu seçmek önemlidir.

(6) Pozitif ve negatif elektrot pabucu ile sıvı toplayıcı arasında kötü kaynak, sanal kaynak, yüksek pil direnci. Kaynak sırasında uygun kaynak parametreleri seçilmeli ve kaynak gücü, genliği ve süresi gibi kaynak parametreleri DOE ile optimize edilmeli ve kaynak kalitesi kaynak mukavemeti ve görünümü ile değerlendirilmelidir.

(7) zayıf sargı veya zayıf laminasyon, diyafram, pozitif plaka ve negatif plaka arasındaki boşluk büyüktür ve iyon empedansı büyüktür.

(8) Pil elektroliti, pozitif ve negatif elektrotlara ve diyaframa tam olarak sızmamıştır ve elektrolit tasarım payı yetersizdir, bu da pilin büyük iyonik empedansına yol açacaktır.

(9) Oluşum süreci zayıf, grafit anot yüzeyi SEI kararsız, pilin iç direncini etkiliyor.

(10) Zayıf paketleme, kutup kulaklarının zayıf kaynaklanması, pil sızıntısı ve yüksek nem içeriği gibi diğerleri, lityum pillerin iç direnci üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

İkincisi, malzemeler

(1) Anot ve anot malzemelerinin direnci büyüktür.

(2) Diyafram malzemesinin etkisi. Diyafram kalınlığı, gözenek boyutu, gözenek boyutu vb. Kalınlık iç dirençle ilgilidir, yüksek güç şarjı ve deşarjı elde etmek için iç direnç ne kadar ince olursa o kadar küçüktür. Belirli bir mekanik mukavemet altında mümkün olduğu kadar küçük, delinme mukavemeti ne kadar kalınsa o kadar iyidir. Diyaframın gözenek boyutu ve gözenek boyutu, iyon taşınmasının empedansı ile ilgilidir. Gözenek boyutunun çok küçük olması iyon empedansını artıracaktır. Gözenek boyutu çok büyükse, kolayca kısa devreye yol açacak veya lityum dendrit tarafından delinecek olan ince pozitif ve negatif tozu tamamen izole edemeyebilir.

(3) Elektrolit malzemenin etkisi. Elektrolitin iyonik iletkenliği ve viskozitesi iyonik empedans ile ilgilidir. İyonik transfer empedansı ne kadar büyük olursa, pilin iç direnci o kadar büyük ve şarj ve deşarj sürecindeki polarizasyon o kadar ciddi olur.

(4) Pozitif PVDF malzemesinin etkisi. Yüksek oranda PVDF veya yüksek moleküler ağırlık da lityum pilin yüksek iç direncine yol açacaktır.

(5) Pozitif iletken malzemenin etkisi. Farklı morfoloji nedeniyle SP, KS, iletken grafit, CNT, grafen vb. Gibi iletken ajan tipinin seçimi de önemlidir, lityum pilin iletkenlik performansı nispeten farklıdır, seçmek çok önemlidir. İletkenliği yüksek ve kullanıma uygun iletken maddedir.

(6) pozitif ve negatif kutuplu kulak malzemelerinin etkisi. Kutup kulağının kalınlığı ince, iletkenliği zayıf, kullanılan malzemenin saflığı yüksek değil, iletkenliği zayıf ve pilin iç direnci yüksek.

(7) bakır folyo oksitlenir ve kötü bir şekilde kaynaklanır ve alüminyum folyo malzemesinin yüzeyinde zayıf iletkenlik veya oksit bulunur, bu da pilin yüksek iç direncine yol açar.

Fotoğraf

Diğer görüşler

(1) Dahili direnç test cihazı sapması. Hatalı cihazdan kaynaklanan yanlış test sonuçlarını önlemek için cihaz düzenli olarak kontrol edilmelidir.

(2) Yanlış çalıştırmadan kaynaklanan anormal pil iç direnci.

(3) Toz ve nemin gevşek kontrolü gibi zayıf üretim ortamı. Atölye tozu standardı aşar, akünün iç direncinin artmasına neden olur, kendi kendine deşarj ağırlaşır. Atölye nemi yüksektir, ayrıca lityum pil performansına zarar verir.