Mistä syistä Li-ion-akkukennojen alhainen kapasiteetti johtuu?

Kapasiteetti on akun ensimmäinen ominaisuus,litiumparistokennojaalhainen kapasiteetti on myös usein esiintyvä ongelma näytteissä, massatuotannossa, kuinka analysoida välittömästi havaittujen alhaisen kapasiteetin ongelmien syitä, esitelläksemme sinulle tänään, mitkä ovat alhaisen kapasiteetin litiumakkukennojen syyt?

Li-ion-akkukennojen alhaisen kapasiteetin syyt

Design

Materiaalien sovituksella, erityisesti katodin ja elektrolyytin välillä, on merkittävä vaikutus kennon kapasiteettiin. Jos uuden katodin tai uuden elektrolyytin tapauksessa toistuvat testit paljastavat litiumin saostumiskapasiteetin olevan alhainen joka kerta, kun kennoa testataan, on erittäin todennäköistä, että itse materiaalit eivät täsmää. Yhteensopimattomuus voi johtua siitä, että muodostuksen aikana muodostunut SEI-kalvo ei ole tarpeeksi tiheä, liian paksu tai epävakaa, tai elektrolyytissä oleva PC, joka saa grafiittikerroksen kuoriutumaan, tai kennon rakenne ei pysty sopeutumaan suureen varaukseen/ purkausnopeudet liiallisesta pintatiheyden tiivistymisestä.

Kalvot ovat myös vaikuttava tekijä, joka voi aiheuttaa alhaisen kapasiteetin.Olemme havainneet, että käsin kierretyt kalvot tuottavat pituussuunnassa ryppyjä jokaisen kerroksen keskelle, jossa litium ei ole riittävästi upotettu negatiiviseen elektrodiin ja vaikuttaa siten kennokapasiteettiin noin 3 %. Vaikka kahdessa muussa mallissa käytetään puoliautomaattista käämitystä, kun kalvon rypistyminen on paljon vähemmän ja vaikutus kapasiteettiin on vain 1%, se ei ole peruste kalvon käytön lopettamiselle.

Riittämättömät kapasiteetin suunnittelumarginaalit voivat myös johtaa alhaiseen kapasiteettiin. Positiivisen ja negatiivisen elektrodin pinnoitteen vaikutuksen, kapasiteetinjakajan virheen ja liiman vaikutuksen kapasiteettiin vuoksi on tärkeää ottaa huomioon tietty määrä kapasiteettimarginaalia suunnittelussa. Kapasiteettimarginaalia suunniteltaessa on mahdollista jättää ylijäämä sen jälkeen, kun sydämen kapasiteetti on laskettu, kun kaikki prosessit ovat täsmälleen keskiviivalla, tai laskea ylijäämä sen jälkeen, kun kaikki kapasiteettiin vaikuttavat tekijät ovat tapahtuneet alarajalla. Uusien materiaalien kohdalla katodin grammavälyksen tarkka arviointi kyseisessä järjestelmässä on tärkeää. Osakapasiteetin kerroin, varauksen katkaisuvirta, lataus/purkauskerroin, elektrolyytin tyyppi jne. vaikuttavat kaikki katodin grammavälykseen. Jos positiivisen gramman suorituskyvyn suunnitteluarvo on keinotekoisen korkea tavoitekapasiteetin saavuttamiseksi, tämä tarkoittaa myös riittämätöntä suunnittelukapasiteettia. Solun rajapinnassa ei ole mitään vikaa, eikä myöskään koko prosessitiedossa, mutta solun kapasiteetti on pieni. Siksi uusien materiaalien katodin neliömassa on tarkasteltava tarkasti, koska samalla katodilla ei ole samaa neliömassaa kuin millä tahansa katodilla tai elektrolyytillä.

Liiallinen negatiivinen elektrodi voi myös vaikuttaa positiivisen elektrodin suorituskykyyn jossain määrin, mikä vaikuttaa kennon kapasiteettiin. Negatiivinen ylikuormitus ei ole "niin kauan kuin ei ole litiuminsaostumista". Jos negatiivista ylikuormitusta nostetaan ei-litium-saosteen ylikuormituksen alarajalle, positiivinen gramman suorituskyky kasvaa 1–2 %, mutta vaikka sitä kasvatettaisiin, negatiivinen ylikuormitus riittää silti varmistamaan, että kapasiteetti on mahdollisimman suuri. Kun negatiivinen elektrodiylimäärä on liian suuri, positiivisella elektrodilla on pienempi rooli, koska kemiaan tarvitaan enemmän irreversiibeliä litiumia, mutta todennäköisyys tälle on tietysti lähes olematon.

Kun nesteen ruiskutustilavuus on pienempi, vastaava nesteenpidätystilavuus on myös pienempi. Kun kennon nesteretentiotilavuus on pieni, litiumionien upottaminen ja upottaminen positiivisiin ja negatiivisiin elektrodiin vaikuttaa, mikä laukaisee pienen kapasiteetin. Vaikka pienemmällä injektiovolyymilla kustannuksiin ja prosesseihin kohdistuu vähemmän paineita, injektiotilavuuden pienentämisen lähtökohtana on oltava, että se ei vaikuta kennon suorituskykyyn. Tietenkin täyttötason alentaminen vain lisää pienen kapasitanssin todennäköisyyttä johtuen riittämättömästä nesteretentiosta kennossa, mutta se ei ole väistämätön seuraus. Samanaikaisesti mitä vaikeampaa nesteen imeytyminen on, sitä enemmän ylimääräistä elektrolyyttiä tulisi olla, jotta elektrolyyttikostutuksen aikana olisi parempi kosketus elektrodin kanssa. Riittämätön kennoretentio johtaa positiivisten ja negatiivisten elektrodien kuivumiseen ja ohuen litiumsaostuman muodostumiseen negatiivisen elektrodin päällä, mikä voi olla tekijä alhaisessa kapasitanssissa huonon retention vuoksi.

Tuotantoprosessi

Kevyesti päällystetty positiivinen tai negatiivinen elektrodi voi suoraan aiheuttaa pienen kapasiteetin sydämen. Kun positiivinen elektrodi on kevyesti päällystetty, täyteen ladatun ytimen liitäntä ei ole epänormaali. Negatiivisen elektrodin, joka on litiumionien vastaanottaja, on tarjottava suurempi määrä upotettuja litiumien paikkoja kuin positiivisen elektrodin tarjoamien litiumlähteiden lukumäärä, muuten ylimääräinen litium saostuu negatiivisen elektrodin pinnalle, jolloin muodostuu ohut kerros. tasaisemman litiuminsaostumisen. Kuten aiemmin mainittiin, koska negatiivista elektrodin painoa ei voida ottaa suoraan ytimien paistopainosta, voidaan tehdä toinen koe negatiivisen elektrodin painonlisäyksen osuuden löytämiseksi, jotta pinnoitteen paino voidaan päätellä negatiivisen paistopainon kautta. elektrodiytimet. Jos pienen kapasiteetin ytimen negatiivisessa elektrodissa on ohut kerros litiumsakkaa, riittämättömän negatiivisen elektrodin mahdollisuus on suuri. Lisäksi katodin tai negatiivisen elektrodin pinnoite katodipuoli voi myös aiheuttaa alhaisen kapasiteetin, ja negatiivisen elektrodin yksipuolinen pinnoite on pääasiassa kevyt, koska vaikka positiivisen elektrodin pinnoite raskas, vaikka grammavälys pienenee, mutta kokonaiskapasiteetti ei vähennetä, mutta voi jopa kasvaa. Jos negatiivinen elektrodi on päällystetty väärään paikkaan, yhden ja kahden puolen suhteellisten painosuhteiden suora vertailu paistamisen jälkeen, kunhan tiedot vastaavat A-puolen tietoja, on 6 % kevyempi kuin B-puolen pinnoite. pohjimmiltaan määrittää ongelma, tietenkin, jos alhaisen kapasiteetin ongelma on erittäin vakava, on tarpeen edelleen kääntää A/B-puolen todellinen pintatiheys. Jos pienen kapasitanssin ongelma on vakava, on tarpeen päätellä tarkemmin A/B-puolen todellinen tiheys. Rullaus tuhoaa materiaalin rakenteen, mikä puolestaan ​​vaikuttaa kapasiteettiin. Materiaalin molekyyli- tai atomirakenne on perustavanlaatuinen syy siihen, miksi sillä on ominaisuuksia, kuten kapasiteetti, jännite jne. Kun positiivisten elektrodien rullien tiheys ylittää prosessiarvon, positiivinen elektrodi on erittäin kirkas, kun ydin puretaan. Jos positiivisen elektrodin tiivistys on liian suuri, positiivisen elektrodin kappale on helppo murtaa käämityksen jälkeen, mikä myös aiheuttaa alhaisen kapasiteetin. Koska positiivisen elektrodin tiivistyminen aiheuttaa kuitenkin napakappaleen katkeamisen heti, kun se taitetaan, positiivisen elektrodin telapuristin vaatii itse paljon painetta, joten positiivisen elektrodin tiivistymisen esiintymistiheys on paljon pienempi kuin negatiivisen elektrodin tiivistymisen. Kun negatiivinen elektrodi tiivistetään, negatiivisen elektrodin pinnalle muodostuu litiumin saostuman kaistale tai lohko, ja ytimeen jääneen nesteen määrä vähenee merkittävästi.

Alhainen kapasiteetti voi johtua myös liiallisesta vesipitoisuudesta. Matala kapasitanssi on mahdollista, kun elektrodin vesipitoisuus ennen täyttöä, hansikaslokeron kastepiste ennen täyttöä, elektrolyytin vesipitoisuus ylittää standardin tai kun kosteutta johdetaan ilmattuun toiseen tiivisteeseen. Ytimen muodostumiseen tarvitaan pieniä määriä vettä, mutta kun vesi ylittää tietyn arvon, ylimääräinen vesi vahingoittaa SEI-kalvoa ja kuluttaa litiumsuoloja elektrolyytissä, mikä vähentää ytimen kapasiteettia. Vesipitoisuus ylittää kennon täyden varauksen negatiivisen kurssin standardin pienen palan tummanruskeaa.


Postitusaika: 16.8.2022