Aké sú hlavné faktory, ktoré určujú výkon cyklu lítium-iónových batérií?

Cyklus lítium{0}}iónových batérií je mimoriadne dôležitý. Ovplyvňuje nielen životnosť batérie, ale z makro pohľadu znamená dlhšia životnosť aj efektívnejšie využitie zdrojov.

Či už pracujete v priemysle lítiových batérií alebo sa zaujímate o technológiu batérií, pochopenie faktorov, ktoré ovplyvňujú výkon cyklu lítium-iónových batérií, je nevyhnutné. Nasleduje podrobná analýza týchto kľúčových faktorov.

1. Typ materiálu

Výber materiálu je primárnym faktorom určujúcim výkon cyklu lítium-iónových batérií. Ak samotný materiál má nízku výkonnosť cyklu, ani ten najoptimálnejší návrh procesu a starostlivé výrobné procesy nezaručia životnosť článku batérie. Naopak, ak sa vyberú vynikajúce materiály, aj keď existujú určité chyby vo výrobnom procese, výkon cyklu sa vo všeobecnosti výrazne nezníži.

Z materiálového hľadiska je výkon cyklu celej batérie primárne určený výkonom kombinácie kladnej elektródy a elektrolytu alebo výkonu kombinácie zápornej elektródy a elektrolytu, podľa toho, čo je horšie.

Ak je cyklický výkon materiálu neuspokojivý, príčinou môžu byť nasledujúce dôvody: Po prvé, kryštálová štruktúra sa počas cyklovania príliš rýchlo mení, čo bráni vloženiu a extrakcii lítiových iónov; po druhé, aktívny materiál a elektrolyt nemôžu vytvoriť jednotný, hustý SEI film, čo spôsobuje predčasné vedľajšie reakcie v aktívnom materiáli a rýchlu spotrebu elektrolytu, čím sa skracuje životnosť cyklu.

Ak má materiál vybraný pre jednu elektródu počas fázy návrhu batériového článku slabý cyklický výkon, existuje obmedzený priestor na zlepšenie vysokého cyklického výkonu druhej elektródy, čo môže viesť k plytvaniu zdrojmi.

2. Zhutňovanie kladných a záporných elektród

Zatiaľ čo zhutnenie kladných a záporných elektród môže zvýšiť hustotu energie batériového článku, nadmerné zhutnenie často negatívne ovplyvňuje výkon na bicykli. Teoreticky väčšie zhutnenie spôsobuje väčší tlak na štruktúru materiálu a stabilná štruktúra materiálu je nevyhnutná pre udržateľné cyklovanie lítium-iónových batérií. Okrem toho môže vysoké zhutnenie znížiť schopnosť elektródy zadržiavať kvapalinu, čo je kritická požiadavka na zabezpečenie úspešného dokončenia viacerých cyklov článku batérie.

3. Obsah vlhkosti

Nadmerná vlhkosť v batériovom článku môže spôsobiť vedľajšie reakcie s aktívnymi materiálmi kladných a záporných elektród, poškodzovať štruktúru materiálu a tým znižovať cyklistický výkon. Zároveň je vysoká vlhkosť škodlivá pre vytvorenie stabilného filmu SEI. Avšak v prípade stopových množstiev vlhkosti, ktoré je ťažké úplne odstrániť, môže skutočne pomôcť udržať celkovú rovnováhu výkonu batériového článku.

4. Hustota oblasti povlaku

Je takmer nemožné analyzovať vplyv hustoty plochy povlaku na samotný cyklistický výkon, pretože súčasne ovplyvňuje vlastnosti viacerých batériových článkov. Nerovnomerná hustota plochy môže viesť k zmenám kapacity alebo ovplyvniť počet vinutí/laminátov buniek.

Pre články rovnakého modelu, kapacity a materiálu je zníženie plošnej hustoty ekvivalentné zvýšeniu počtu závitov alebo laminátov, čím sa zvýši počet separátorov. To pomáha absorbovať viac elektrolytu a zaisťuje stabilitu pri jazde.

Okrem toho môže nižšia plošná hustota zlepšiť výkonnosť buniek a uľahčiť proces pečenia a dehydratácie elektródových plátov a holých buniek. Avšak príliš nízka plošná hustota môže sťažiť presnú kontrolu povlaku a veľké častice aktívneho materiálu môžu tiež negatívne ovplyvniť povlak a valcovanie.

Zvýšenie počtu vrstiev môže zlepšiť cyklovanie, ale vyžaduje si to viac fólie a separátorov, čo má za následok vyššie náklady a nižšiu hustotu energie. Preto sa počas návrhu a hodnotenia musí dosiahnuť komplexná rovnováha medzi výkonom cyklu, rýchlosťou rýchlosti, kontrolovateľnosťou procesu a nákladmi.

5. Preťaženie anódy

Preťaženie anódy nielenže ovplyvňuje počiatočnú ireverzibilnú kapacitu a odchýlku povlaku, ale tiež priamo ovplyvňuje výkon cyklu. V systémoch oxid kobalt lítny/grafit sa anódový grafit často stáva „prekážkou“ cyklovania.

Ak je nedostatočné zaťaženie anódy nedostatočné, zatiaľ čo v počiatočných fázach článku je menej pravdepodobné, že dôjde k ukladaniu lítia, po viacerých cykloch zostane štruktúra kladnej elektródy do značnej miery nezmenená, zatiaľ čo anóda môže byť vážne poškodená a neschopná plne absorbovať lítiové ióny poskytované kladnou elektródou, čo vedie k predčasnej strate kapacity.

6. Množstvo elektrolytu

Nedostatočný elektrolyt môže ovplyvniť výkon bunkového cyklu. Medzi hlavné príčiny patria: nedostatočné vstrekovanie elektrolytu, nedostatočné ponorenie elektródy (napr. nadmerné zhutnenie alebo nedostatočná doba starnutia) a spotreba elektrolytu počas cyklovania.

Neúplný film SEI môže viesť k vedľajším reakciám medzi anódou a elektrolytom. Okrem toho sa chybné oblasti počas bicyklovania neustále opravujú, pričom sa spotrebúva reverzibilné lítium a elektrolyt. Či už ide o článok s vysokou-odolnosťou, ktorý dokáže vykonať stovky cyklov, alebo o článok, ktorého výkon sa po niekoľkých cykloch zníži, zaistenie dostatočného množstva elektrolytu môže do určitej miery zlepšiť výkon pri cyklovaní.

7. Objektívne podmienky testovania

Výsledky testu výkonu pri cyklovaní článkov sú ovplyvnené rôznymi vonkajšími podmienkami, ako je rýchlosť nabíjania a vybíjania, medzné napätie a prúd, podmienky prebitia a nadmerného vybitia, testovacia teplota, prerušenia testu a kontaktný odpor medzi článkom a testovacím bodom. Okrem toho rôzne materiály majú rôznu citlivosť na tieto podmienky.

Preto vytvorenie jednotných testovacích štandardov a pochopenie vlastností bežne používaných materiálov môže vo všeobecnosti splniť potreby rutinného testovania.

ACEY-BCT506-512Hstroj na triedenie buniekvyužíva moderné elektronické monitorovacie a kontrolné zariadenia namiesto ručnej práce na monitorovanie napätia, prúdu, kapacity, energie, stavu formovania a ďalších parametrov distribuovaného vytvárania batérií v reálnom čase v reálnom čase, diagnostikuje a rieši poruchy, zaznamenáva a analyzuje relevantné údaje, aby bolo možné realizovať bezobslužné a dávkové spracovanie v procese formovania.

Podobne ako „princíp suda“ aj výkon bunkového cyklu v konečnom dôsledku určuje najslabší článok a tieto faktory sa často navzájom ovplyvňujú. Pri rovnakých materiáloch a výrobnej úrovni znamená vyšší cyklistický výkon vo všeobecnosti nižšiu hustotu energie. Preto je kľúčové nájsť rovnováhu medzi uspokojením potrieb zákazníkov a zabezpečením konzistentnej výroby článkov. Toto je hlavná úloha zlepšovania cyklistického výkonu.

Acey Intelligent sa špecializuje na poskytovanie{0}}jednorazových riešení pre polo-automatické/plno{2}}automatické montážne linky lítiových akumulátorov používaných v ESS, UAV, E-bicykloch, E-kolobežkách, elektrických nástrojoch, dvoj/trojkolesových vozidlách atď. Stroj na lepenie izolačného papiera, tester CCD, stroj na manuálne / automatické bodové zváranie, tester BMS, komplexný tester batérií a testovací systém batérií atď.

Kontaktujte teraz