Pojemność jest pierwszą właściwością baterii,ogniwa baterii litowychniska pojemność jest również częstym problemem spotykanym w próbkach, w masowej produkcji, jak natychmiast przeanalizować przyczyny napotkanych problemów z niską pojemnością, a dzisiaj przedstawię wam, jakie są przyczyny ogniw litowych o małej pojemności?
Dopasowanie materiałów, zwłaszcza pomiędzy katodą a elektrolitem, ma istotny wpływ na pojemność ogniwa. Jeśli w przypadku nowej katody lub nowego elektrolitu powtarzane testy wykażą niską pojemność wytrącania litu przy każdym badaniu ogniwa, wówczas jest bardzo prawdopodobne, że same materiały nie są dopasowane. Niedopasowanie może być spowodowane tym, że warstwa SEI utworzona podczas formowania nie jest wystarczająco gęsta, zbyt gruba lub niestabilna, PC w elektrolicie powodujący odklejanie się warstwy grafitu, lub też konstrukcja ogniwa nie jest w stanie dostosować się do dużego ładunku/ szybkości wyładowań z powodu nadmiernego zagęszczenia gęstości powierzchniowej.
Membrany są również wpływowym czynnikiem, który może powodować niską wydajność.Odkryliśmy, że ręcznie nawijane membrany powodują powstawanie zmarszczek w kierunku wzdłużnym pośrodku każdej warstwy, gdzie lit nie jest wystarczająco osadzony w elektrodzie ujemnej, co wpływa na pojemność ogniwa o około 3%. Choć w pozostałych dwóch modelach zastosowano nawijanie półautomatyczne, gdy marszczenie membrany jest znacznie mniejsze, a wpływ na pojemność wynosi zaledwie 1%, nie jest to podstawą do zaprzestania stosowania membrany.
Nieodpowiednie marginesy projektowe wydajności mogą również skutkować niską wydajnością. Ze względu na wpływ powłoki elektrody dodatniej i ujemnej, błąd dzielnika pojemności oraz wpływ kleju na pojemność, ważne jest, aby podczas projektowania uwzględnić pewien margines pojemności. Projektując zapas mocy, można pozostawić nadwyżkę po obliczeniu wydajności rdzenia przy wszystkich procesach dokładnie w środkowej linii lub obliczyć nadwyżkę po wystąpieniu wszystkich czynników wpływających na wydajność w dolnej granicy. W przypadku nowych materiałów ważna jest dokładna ocena luzu gramatycznego katody w tym układzie. Mnożnik częściowej pojemności, prąd odcięcia ładowania, mnożnik ładowania/rozładowania, rodzaj elektrolitu itp. wpływają na luz katody. Jeżeli wartość projektowa dodatniej wydajności w gramach jest sztucznie zawyżona w celu osiągnięcia docelowej nośności, jest to również równoznaczne z niewystarczającą nośnością projektową. Nie ma nic złego w interfejsie ogniwa ani w ogólnych danych procesowych, ale pojemność ogniwa jest niska. Dlatego nowe materiały należy ocenić pod kątem dokładnej gramatury katody, ponieważ nie ta sama katoda będzie miała taką samą gramaturę jak jakakolwiek katoda lub elektrolit.
Nadmiar elektrody ujemnej może również w pewnym stopniu wpływać na działanie elektrody dodatniej, wpływając w ten sposób na pojemność ogniwa. Przeciążenie ujemne nie występuje „o ile nie następuje wytrącanie się litu”. Jeśli ujemne przeciążenie zostanie zwiększone do dolnej granicy przeciążenia opadów nielitowych, nastąpi wzrost dodatniej wydajności gramowej o 1% do 2%, ale nawet jeśli zostanie zwiększone, ujemne przeciążenie będzie nadal wystarczające, aby zapewnić, że moc wyjściowa jest tak wysoka, jak to możliwe. Gdy nadmiar elektrody ujemnej jest zbyt duży, elektroda dodatnia będzie odgrywać mniejszą rolę, ponieważ w chemii potrzeba więcej nieodwracalnego litu, ale oczywiście prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest prawie żadne.
Gdy objętość wtryskiwanej cieczy jest niższa, odpowiadająca jej objętość zatrzymywania cieczy będzie również niższa. Gdy objętość zatrzymywania cieczy w ogniwie jest niska, będzie to miało wpływ na osadzanie i osadzanie jonów litu w elektrodach dodatniej i ujemnej, powodując w ten sposób niską pojemność. Chociaż przy mniejszej objętości wtrysku presja na koszty i procesy będzie mniejsza, założeniem obniżenia objętości wtrysku musi być to, aby nie miało to wpływu na wydajność ogniwa. Oczywiście obniżenie poziomu napełnienia tylko zwiększy prawdopodobieństwo niskiej pojemności z powodu niewystarczającej retencji cieczy w ogniwie, ale nie jest to nieunikniona konsekwencja. Jednocześnie im trudniej jest wchłonąć ciecz, tym większy powinien być nadmiar elektrolitu, aby zapewnić lepszy kontakt z elektrodą podczas zwilżania elektrolitu. Niewystarczająca retencja ogniw spowoduje wyschnięcie elektrod dodatnich i ujemnych oraz wytrącenie się cienkiej warstwy litu na wierzchu elektrody ujemnej, co może być czynnikiem wpływającym na niską pojemność z powodu słabej retencji.
Lekko pokryta elektroda dodatnia lub ujemna może bezpośrednio powodować rdzeń o małej pojemności. Gdy elektroda dodatnia jest lekko pokryta, powierzchnia styku w pełni naładowanego rdzenia nie będzie nienormalna. Elektroda ujemna, jako odbiorca jonów litu, musi zapewniać większą liczbę osadzonych pozycji litu niż liczba źródeł litu dostarczanych przez elektrodę dodatnią, w przeciwnym razie nadmiar litu wytrąci się na powierzchni elektrody ujemnej, w wyniku czego powstanie cienka warstwa bardziej równomiernego wytrącania litu. Jak wspomniano wcześniej, ponieważ masy elektrody ujemnej nie można bezpośrednio obliczyć na podstawie masy wypalenia rdzeni, można więc przeprowadzić kolejne doświadczenie, aby znaleźć proporcję przyrostu masy elektrody ujemnej, aby wywnioskować masę powłoki na podstawie masy wypalenia elektrody ujemnej. rdzenie elektrod. Jeśli elektroda ujemna rdzenia o małej pojemności jest pokryta cienką warstwą wytrąconego litu, istnieje duże prawdopodobieństwo, że elektroda ujemna będzie niewystarczająca. Ponadto strona katody z powłoką katody lub elektrody ujemnej może również powodować niską pojemność, a jednostronna powłoka elektrody ujemnej jest głównie lekka, ponieważ nawet jeśli powłoka elektrody dodatniej jest ciężka, chociaż luz gramowy zostanie zmniejszony, ale całkowita pojemność będzie nie ulegnie zmniejszeniu, ale może nawet wzrosnąć. Jeśli elektroda ujemna zostanie pokryta w niewłaściwym miejscu, bezpośrednie porównanie względnych stosunków wagowych strony pojedynczej i podwójnej po wypiekaniu, o ile dane są podobne, strona A jest o 6% lżejsza niż powłoka strony B. zasadniczo określa problem, oczywiście jeśli problem niskiej wydajności jest bardzo poważny, konieczne jest dalsze odwrócenie rzeczywistej gęstości powierzchniowej strony A/B. Jeśli problem niskiej pojemności jest poważny, konieczne jest dalsze wywnioskowanie rzeczywistej gęstości strony A/B. Walcowanie niszczy strukturę materiału, co z kolei wpływa na jego pojemność. Struktura molekularna lub atomowa materiału jest podstawowym powodem, dla którego ma on takie właściwości, jak pojemność, napięcie itp. Gdy gęstość rolek elektrody dodatniej przekracza wartość procesową, elektroda dodatnia będzie bardzo jasna po demontażu rdzenia. Jeśli zagęszczenie elektrody dodatniej jest zbyt duże, część elektrody dodatniej łatwo pęka po nawinięciu, co również powoduje niską wydajność. Jednakże, ponieważ zagęszczenie elektrody dodatniej spowoduje pęknięcie nabiegunnika zaraz po jego złożeniu, sama prasa rolkowa z elektrodą dodatnią wymaga dużego nacisku, więc częstotliwość występowania zagęszczenia elektrody dodatniej jest znacznie niższa niż zagęszczenia elektrody ujemnej. Kiedy elektroda ujemna zostanie zagęszczona, na powierzchni elektrody ujemnej utworzy się pasek lub blok wytrąconego litu, a ilość cieczy zatrzymanej w rdzeniu zostanie znacznie zmniejszona.
Niska wydajność może być również spowodowana nadmierną zawartością wody. Niska pojemność jest możliwa, gdy zawartość wody w elektrodzie przed napełnieniem, temperatura punktu rosy w komorze rękawicowej przed napełnieniem, zawartość wody w elektrolicie przekracza normę lub gdy do odpowietrzonej drugiej uszczelki dostanie się wilgoć. Do utworzenia rdzenia potrzebne są śladowe ilości wody, ale gdy woda przekroczy pewną wartość, nadmiar wody uszkodzi warstwę SEI i zużyje sole litu w elektrolicie, zmniejszając w ten sposób pojemność rdzenia. Zawartość wody przekracza normę dla ogniwa o pełnym naładowaniu, ma przebieg ujemny, mały kawałek ciemnobrązowy.
Czas publikacji: 16 sierpnia 2022 r