Ли-ионды батарея ұяшықтарының төмен сыйымдылығының себептері қандай?

Сыйымдылық - батареяның бірінші қасиеті,литий батареяларытөмен сыйымдылық, сондай-ақ үлгілерде жиі кездесетін мәселе, жаппай өндіріс, тап болған төмен сыйымдылық проблемаларының себептерін қалай дереу талдауға болады, бүгін сіздерге сыйымдылығы төмен литий батареяларының себептері қандай?

Ли-ионды батарея ұяшықтарының төмен сыйымдылығының себептері

Дизайн

Материалдардың сәйкестігі, әсіресе катод пен электролит арасындағы, жасушаның сыйымдылығына айтарлықтай әсер етеді. Жаңа катод немесе жаңа электролит үшін, егер қайталанатын сынақтар ұяшықты сынаған сайын литий тұнбасының төмен сыйымдылығын анықтаса, материалдардың өздері сәйкес келмеуі әбден мүмкін. Сәйкессіздік түзілу кезінде пайда болған SEI қабықшасының жеткілікті тығыз емес, тым қалың немесе тұрақсыз болуы немесе электролиттегі ДК графит қабатының қабығын кетіру немесе жасушаның конструкциясының үлкен зарядқа бейімделе алмауымен байланысты болуы мүмкін/ беттік тығыздықтың шамадан тыс тығыздалуына байланысты ағызу жылдамдығы.

Диафрагмалар да төмен сыйымдылықты тудыруы мүмкін ықпалды фактор болып табылады.Біз қолмен жараланған диафрагмалар әрбір қабаттың ортасында бойлық бағытта әжімдер тудыратынын анықтадық, мұнда литий теріс электродқа жеткілікті түрде кірмейді және осылайша жасуша сыйымдылығына шамамен 3% әсер етеді. Қалған екі үлгіде диафрагманың бүгілуі әлдеқайда аз және сыйымдылыққа әсері бар болғаны 1% болғанда жартылай автоматты ораманы пайдаланғанымен, бұл диафрагманы пайдалануды тоқтату үшін негіз болып табылмайды.

Сыйымдылықтың жобалық шегінің жеткіліксіздігі де төмен сыйымдылыққа әкелуі мүмкін. Оң және теріс электродты жабынның әсерінен, сыйымдылықты бөлгіштің қателігіне және желімнің сыйымдылыққа әсеріне байланысты жобалау кезінде сыйымдылық маржасының белгілі бір мөлшеріне рұқсат беру маңызды. Сыйымдылық маржасын жобалағанда, барлық процестермен ядроның өткізу қабілетін дәл ортаңғы сызықта есептегеннен кейін артық қалдыруға болады немесе өнімділікке әсер ететін барлық факторлар төменгі шекте орын алған соң артықты есептеуге болады. Жаңа материалдар үшін сол жүйедегі катодтың грамдық ойынын дәл бағалау маңызды. Жартылай сыйымдылық көбейткіші, зарядты өшіру тогы, заряд/разряд көбейткіші, электролит түрі және т.б. барлығы катод грамының ойнауына әсер етеді. Егер оң грамм өнімділігінің жобалық мәні мақсатты қуатқа қол жеткізу үшін жасанды түрде жоғары болса, бұл да жеткіліксіз жобалық қуатқа тең болады. Ұяшықтың интерфейсінде қате жоқ, жалпы процесс деректерінде де ақау жоқ, бірақ ұяшықтың сыйымдылығы төмен. Сондықтан жаңа материалдарды дәл катод граммасы үшін бағалау керек, өйткені бір катодтың кез келген катод немесе электролит сияқты грамматикасы болмайды.

Артық теріс электрод белгілі бір дәрежеде оң электродтың жұмысына әсер етуі мүмкін, осылайша ұяшықтың сыйымдылығына әсер етеді. Теріс шамадан тыс жүктеме «литий жауын-шашынсыз болғанша» емес. Теріс шамадан тыс жүктеме литий емес жауын-шашынның шамадан тыс жүктелуінің төменгі шегіне дейін ұлғайтылса, оң грамм өнімділігінде 1% -дан 2% -ға дейін артады, бірақ ол жоғарыласа да, теріс жүктеме әлі де жеткілікті өнімділігі мүмкіндігінше жоғары. Теріс электродтың артық мөлшері тым жоғары болғанда, оң электрод төменірек рөл атқарады, өйткені химия үшін қайтымсыз литий қажет, бірақ, әрине, бұл жағдайдың ықтималдығы жоқ.

Сұйықтық инъекция көлемі азырақ болса, сәйкес сұйықтықты ұстау көлемі де аз болады. Ұяшықтың сұйықтықты ұстап тұру көлемі төмен болған кезде, литий ионының оң және теріс электродтарға ендіру және түсіру әсері әсер етеді, осылайша төмен сыйымдылықты тудырады. Шығындар мен инъекция көлемі төмен процестерге қысым аз болатынына қарамастан, инъекция көлемін төмендетудің алғышарты оның жасушаның өнімділігіне әсер етпеуі болуы керек. Әрине, толтыру деңгейін төмендету ұяшықта сұйықтықтың жеткіліксіз сақталуына байланысты төмен сыйымдылықтың ықтималдығын арттырады, бірақ бұл сөзсіз салдар емес. Сонымен бірге сұйықтықты сіңіру неғұрлым қиын болса, электролит сулану кезінде электродпен жақсы жанасуды қамтамасыз ету үшін артық электролит соғұрлым көп болуы керек. Ұяшықтарды жеткіліксіз ұстау оң және теріс электродтардың құрғақ болуына және теріс электродтың үстінде литий тұнбасының жұқа қабатына әкеледі, бұл нашар ұстауға байланысты төмен сыйымдылықтың факторы болуы мүмкін.

Өндіріс процесі

Жеңіл қапталған оң немесе теріс электрод төмен сыйымдылықты тікелей тудыруы мүмкін. Оң электрод аздап қапталғанда, толық зарядталған ядроның интерфейсі қалыпты емес болады. Теріс электрод, литий иондарын қабылдаушы ретінде, оң электродпен қамтамасыз етілген литий көздерінің санынан гөрі ендірілген литий позицияларының көбірек санын қамтамасыз етуі керек, әйтпесе артық литий теріс электродтың бетінде тұнбаға түседі, нәтижесінде жұқа қабат пайда болады. біркелкі литий жауын-шашын. Жоғарыда айтылғандай, теріс электрод салмағын өзектердің пісіру салмағынан тікелей алуға болмайтындықтан, теріс электродтың пісіру салмағы арқылы жабын салмағын шығару үшін теріс электрод салмағының өсу үлесін табу үшін тағы бір тәжірибе жасауға болады. электрод өзектері. Сыйымдылығы төмен ядроның теріс электродында литий тұнбасының жұқа қабаты болса, теріс электродтың жеткіліксіз болу мүмкіндігі жоғары. Сонымен қатар, катодты немесе теріс электродты жабу катодты жағы да төмен сыйымдылықты тудыруы мүмкін, ал теріс электродтың бір жақты жабыны негізінен жеңіл, өйткені оң электродты жабын ауыр болса да, грамм ойнау азаяды, бірақ жалпы сыйымдылық болады. азаймайды, тіпті артуы мүмкін. Теріс электрод дұрыс емес жерде қапталған болса, деректер А жағына ұқсас болғанша, пісіргеннен кейін бір және екі жақтың салыстырмалы салмақ арақатынастарын тікелей салыстыру В жағы жабынынан 6% жеңілірек болуы мүмкін. негізінен мәселені анықтаңыз, әрине, егер төмен сыйымдылық мәселесі өте күрделі болса, A/B жағының нақты бетінің тығыздығын одан әрі кері қайтару қажет. Төмен сыйымдылық мәселесі күрделі болса, A/B жағының нақты тығыздығын одан әрі қорытындылау қажет. Домалау материалдың құрылымын бұзады, бұл өз кезегінде сыйымдылыққа әсер етеді. Материалдың молекулалық немесе атомдық құрылымы оның сыйымдылық, кернеу және т.б. сияқты қасиеттерге ие болуының негізгі себебі болып табылады. Оң электрод орамдарының тығыздығы технологиялық мәннен асқанда, өзек бөлшектелген кезде оң электрод өте жарқын болады. Оң электродты нығыздау тым үлкен болса, оң электрод бөлігі орамнан кейін оңай үзіледі, бұл да төмен сыйымдылықты тудырады. Дегенмен, оң электродты нығыздау полюс бөлігінің бүктелген бойында үзілуіне әкелетіндіктен, оң электродты роликті престің өзі көп қысымды қажет етеді, сондықтан оң электродты тығыздау жиілігі теріс электродты тығыздауға қарағанда әлдеқайда төмен. Теріс электродты нығыздаған кезде теріс электродтың бетінде литий тұнбасының жолағы немесе блогы пайда болады және өзекте ұсталған сұйықтық мөлшері айтарлықтай азаяды.

Төмен сыйымдылыққа судың көптігі де себеп болуы мүмкін. Төмен сыйымдылық құю алдында электродтағы су мөлшері, толтыру алдында қолғап қорапшасының шық нүктесі, электролиттегі су мөлшері нормадан асып кеткенде немесе газсыздандырылған екінші тығыздағышқа ылғал енгізілгенде мүмкін болады. Өзекті қалыптастыру үшін судың іздік мөлшері қажет, бірақ су белгілі бір мәннен асқанда, артық су SEI пленкасын зақымдайды және электролиттегі литий тұздарын тұтынады, осылайша ядроның сыйымдылығын төмендетеді. Судың мөлшері жасушаның толық зарядының теріс курсының стандартынан асып түседі, қара қоңыр түсті кішкене бөлік.


Жіберу уақыты: 16 тамыз 2022 ж