de impact van formatieomstandigheden op de batterijprestaties

In het themanfabricageproces van lithium-ionbatterijen is formatie een kritische procedure Dit artikel bespreekt de impact van vormingsomstandigheden (bijv Vormingsstroom, vormingsspanning, vormingstemperatuur en externepressuur) op de prestaties van de batterij, inclusief interne weerstand, capaciteit en levensduur Tob nieuwe energie bieden batterijvorming machine van verschillende specificaties om te voldoen aan de productiebehoeften van batterijlaboratoriumonderzoek en Batterijproductielijnen.

FormationRefers naar het initiële laadproces na elektrolyteinjectie en rust, gedurende welke de vorm van de vaste elektrolytinterfase (SEI) werd gevormd Variaties in vormingsprotocollen resulteren in iets verschillende Seilayers De morfologie van de SEI-laag heeft direct invloed op de celprestaties, dergelijke capaciteiten, hoogspanningsstabiliteit en met name de levensduur van de cyclus

Hieronder vindt u een adetail -analyse van hoe formatieomstandigheden de prestaties van cellen beïnvloeden:

1 FormationCurrent

Studies tonen aan dat de huidige huidige dichtheden de vorming van een robuuste SEI -laag vergemakkelijken De seiformatie omvat twee fasen: nucleatie en groei Hoge stroomdichtheden encelerate nucleatie, wat leidt tot een poreuze SEI -structuur met een slechte hechting aan theanode -oppervlak Omgekeerd vertragen lage stroomdichtheden nucleatie, waardoor de SEI -laag van de adenser wordt geproduceerd Een poreuze SEI kan echter beter de elektrolyt infiltreren, wat resulteert in een hogere ionische geleidbaarheid in vergelijking met SEI gevormd onder lage stroomontdeksels

Traditionallow-Current pre-lading-methoden helpen een stabiele en dichte SEI te vormen, maar een lage lading met lage stroom verhoogt de SEI-impedantie, negatief gevolgen voor het vermogen en de levensduur van het fietsen Bovendien verlengt laagstroomvorming deproductietijd, waardoor de productie-efficiëntie wordt verkort Om dit aan te pakken, is een stepwisecurrent-vormingsprotocol tijdens de constante-stroom (CC) fase voorgesteld Deze benadering vermindert polarisatie, verbetert de ladingscapaciteit, verkort de vormingstijd en verbetert de efficiëntie

Figuur 1 (a) SEI -vorming op grafietoppervlakken tijdens vorming en (b) het effect van de vormingsstroomdichtheid op de SEI -structuur

2 FormationVoltage

Differentiefspanningen beïnvloeden de oppervlakteomstandigheden van de elektrode aanzienlijk, interne -resistentie en cyclusprestaties Een onderzoek waarbij cutoffvoltages van 3 5 V en 4 ving werden vergeleken, bleek bijvoorbeeld dat een cutoff van 4 2 V een hogere ladingscapaciteit opleverde maar 4 1% lagere lading-ontladingsefficiëntie dan 3 5 V Batterijenvormige batterijen bij 4 2 V vertoonden hogere elektrodeweerstand en snellere gecycledegratie

3 Staat van lading (SOC)

SOC is een kritiekparameter in vorming -optimalisatie In combinatie met lading/ontladingsspanning, induceren verschillende SOC -niveaus tijdens veroudering verschillende graden van reactiviteit, waardoor de SEI -eigenschappen worden gewijzigd en uiteindelijk de batterijprestaties Experimentele resultaten geven aan dat 25% SOC leidt tot hogere impedantie en lagere capaciteitsretention voor en na veroudering Het optimale protocol omvat het opladen van tot 100% SOC, ontlaadt naar 25% SOC (d.w.z bij het handhaven van 75% SOC), gevolgd door verouderingskamertemperatuur Deze methode bereikt de hoogste initiële ontladen en capaciteitsbehoud

4 FormationTemperatuur

Voor polymerlithium-ionbatterijen bevordert de vorming van hoge temperatuur meer volledige seiformatie en verbetert de scheidende bevochtigbaarheid, waardoor de gasopwekking wordt verminderd De vorming van lage temperatuur is echter voorstander van langzamere lithiumzoutreductie, waardoor geordende en dichte SEI-depositie wordt geordend, die de levensduur van de cyclus verlengt Terwijl SEI-lagen van een hoge temperatuur een hogere ionische geleidbaarheid vertonen, verergert hun instructiviteit door versnelde oplossing en oplosmiddelco-intercalatie De meeste fabrikanten hanteren veroudering op hoge temperatuur (30 ● 60â ° C) tot Improve-cyclus en opslagprestaties

5 Externepressuur

Gasgeneratie van de vorming verhoogt de afstand tussen elektroden, verlengde Li-iontransportpaden en verhoogde impedantie, waardoor de capaciteit wordt verminderd Het aanbrengen van gemodereerde druk elimineert gas, zorgt voor strak elektrodecontact, minimaliseert de vorming en verbetert de vormingscapaciteit, snelheidscapaciteit en levenslange levensduur Post-mortem-analyse onthult dat onvoldoende druk lithiumplatingon de anode veroorzaakt, terwijl optimale druk dergelijke defecten voorkomt

Samenvatting:

Het FormationProcess speelt een beslissende rol in de prestaties van de lithium-ionbatterij Optimalisatiestroom, spanning, temperatuur en externe druk zijn cruciale forenhancerende batterijeigenschappen Individuele parameteraanpassingen leveren echter verbeteringen op Een holistische optimalisatiestrategie is essentieel voor de prestaties van maximaliseren de batterij.