Hoe kan de initiële Coulomb-efficiëntie van lithium-ionbatterijen worden verbeterd?

Verbeteren De initiële coulombische efficiëntie van lithium-ionbatterijen is een complex proces belangrijk onderwerp, dat direct verband houdt met het energieverbruik en algehele prestaties van de batterij. Het volgende is een diepgaande analyse van de factoren die de eerste coulombische efficiëntie van lithium-ionbatterijen beïnvloeden vanuit meerdere perspectieven en stelt overeenkomstige oplossingen voor.

1.Factoren die de eerste coulombische efficiëntie beïnvloeden van lithium-ionbatterijen

ï¼1ï¼Anodemateriaal kenmerken

â Specifiek oppervlak: hoe groter de specifiek oppervlak van de grafietanode elektrode, hoe meer lithiumionen er nodig zijn om de vaste elektrolyt te vormen interfacefilm (SEI-film), waardoor de eerste coulombische efficiëntie wordt verminderd.

â¡Materiaalsoort: Hoewel op siliciumbasis Anode-elektrodematerialen hebben een hoge lithiumopslagcapaciteit, hun grote volumeveranderingen kunnen gemakkelijk leiden tot instabiliteit van de SEI-film, waardoor de filminstabiliteit verder wordt verminderd eerste coulombische efficiëntie.

ï¼2ï¼Elektrolyt samenstelling

â Oplosmiddeltype: het type oplosmiddel in de elektrolyt heeft een significant effect op de vorming en stabiliteit van de SEI film. Bijvoorbeeld een elektrolyt met een hoog gehalte aan ethyleencarbonaat (EC) is bevorderlijk voor de vorming van een stabiele SEI-film, maar te hoog of te hoog Een laag gehalte kan leiden tot een afname van de eerste coulombische efficiëntie.

â¡Additieven: Filmvormende additieven in de elektrolyt, zoals vinyleencarbonaat (VC), kan de vorming van SEI-film en verbetert de stabiliteit ervan, waardoor de eerste coulombic wordt verbeterd efficiëntie.

ï¼3ï¼Vorming

â Laadspanning en -stroom: de spanning en de huidige instellingen tijdens het opladen van de formatie hebben rechtstreeks invloed op de formatie kwaliteit en dikte van de SEI-film. Overmatige spanning en stroom kunnen dit veroorzaken de SEI-film te dik en ongelijkmatig is, waardoor het verbruik toeneemt lithiumionen en vermindering van de eerste coulombische efficiëntie.

â¡Formatiecapaciteit: de formatielading capaciteit is een belangrijke factor die het SEI-filmvormingseffect beïnvloedt. De een geschikte vormingscapaciteit kan de vormingskwaliteit van de SEI-film garanderen terwijl overmatig lithiumionverbruik wordt vermeden.

ï¼4ï¼Batterij Productieproces

â Coating en kalanderen: de coating dikte en verdichtingsdichtheid van de kathode en anode spelen een belangrijke rol invloed op het transport van lithiumionen en de vorming van de SEI-film. Een ongelijkmatige coating en een overmatige verdichtingsdichtheid kunnen leiden tot een afname van de eerste coulombische efficiëntie.

â¡Wikkeling en montage: factoren zoals spanningscontrole en uitlijning tijdens het opwikkelen, netheid tijdens de montage kan de interne structuur en prestaties van het apparaat beïnvloeden batterij, waardoor de eerste coulombische efficiëntie wordt beïnvloed.

2. Manieren om de eerste coulombische efficiëntie van te verbeteren lithium-ionbatterijen

ï¼1ï¼Optimaliseer anode materialen

â Specifiek oppervlak verkleinen: met het optimaliseren van de deeltjesmorfologie en deeltjesgrootteverdeling van de anode elektrodemateriaal kan het specifieke oppervlak ervan worden verkleind, waardoor het wordt verkleind de hoeveelheid lithiumionen die nodig is voor de vorming van een SEI-film.

â¡stabilisatoren toevoegen: Even voorstellen stabilisatoren zoals koolstofcoating in het anode-elektrodemateriaal om te verbeteren de structurele stabiliteit ervan en de stabiliteit van de SEI-film.

ï¼2ï¼Aanpassen van elektrolytformulering

â Oplossingsverhouding optimaliseren: Pas de verhouding aan van elk oplosmiddel in de elektrolyt volgens de kenmerken van de anode elektrodemateriaal om een ​​stabiele en dichte SEI-film te vormen.

â¡Toevoegen van filmvormende additieven: Voeg een juiste hoeveelheid filmvormende additieven zoals VC aan de elektrolyt toevoegen bevordert de vorming van SEI-film en verbetert de stabiliteit ervan.

ï¼3ï¼Optimaliseer de formatie

â Nauwkeurige controle van spanning en stroom: Controleer nauwkeurig de spannings- en stroominstellingen tijdens het opladen van de formatie volgens de kenmerken van het anode-elektrodemateriaal en de batterij ontwerpvereisten.

â¡Optimaliseer de formatiecapaciteit: bepaal de optimaal bereik van de formatieladingscapaciteit door middel van experimenten om de kwaliteit van de SEI-filmvorming en vermijd overmatig lithiumionverbruik.

ï¼4ï¼Verbetering van de batterij productieprocessen

â Verbeter de nauwkeurigheid van coating en verdichting: Gebruik geavanceerde coating- en kalanderapparatuur en -technologie om de uniformiteit van de laagdikte en verdichtingsdichtheid van positief en anode elektroden.

â¡Versterk de netheid en kwaliteit controle: Versterk netheidscontrole en kwaliteitsinspectie tijdens productieproces van de batterij om de integriteit van de interne batterij te garanderen structuur en prestatiestabiliteit.

ï¼5ï¼Gebruik prelithiatietechnologie

Pre-lithiatie van de anode-elektrode: er zit een lithiumlaag in vooraf afgezet op het oppervlak van de anode-elektrode via prelithiatietechnologie om te compenseren voor de lithiumionen die worden verbruikt wanneer de SEI-film wordt gevormd, waardoor de eerste coulombische efficiëntie wordt verbeterd. Gebruikelijke pre-lithiatiemethoden omvatten vroege vorming van de anode-elektrode en het opspuiten van lithiumpoeder de anode-elektrode.

3. Conclusie

Verbeteren de eerste coulombische efficiëntie van lithium-ionbatterijen vereist meerdere benadert. Houd uitgebreid rekening met factoren zoals de materiaaleigenschappen van de anode, elektrolytsamenstelling, vormings- en laadsysteem en batterij productieproces. Door deze factoren te optimaliseren en geavanceerd toe te passen prelithiatietechnologie, de eerste coulombische efficiëntie van lithium-ion batterijen kunnen effectief worden verbeterd en hun algehele prestaties kunnen dat ook zijn versterkt. Opgemerkt moet worden dat de strategieën voor het verbeteren van de eerste Coulombische efficiëntie kan verschillend zijn onder verschillende materialen en processen omstandigheden, dus experimenten en optimalisatie moeten overeenkomstig worden uitgevoerd specifieke omstandigheden.