鉅大LARGE | 點擊量:904次 | 2020年10月07日
鋰離子電池老化制度會影響電池性能嗎?
老化準則對鋰離子電池功能的影響要素首要有兩個,即老化溫度和老化時刻。除此之外,還有老化時電池處于封口仍是開口的狀況也比較重要。有關開口化成來說,假如廠房能夠操控好濕度能夠老化后再封口。假如選用高溫老化,封口后老化比較好。有關不同的電池系統(tǒng),三元正極/石墨負極鋰離子電池、磷酸鐵鋰正極/石墨負極鋰離子電池抑或是鈦酸鋰負極電池,需求依據(jù)資料特性及鋰離子電池特性進行針對性實驗。在實驗規(guī)劃中,能夠經(jīng)過鋰離子電池的容量不同、內阻不同、壓降特點來確認最佳的老化準則。dghoppt.com
一、三元或磷酸鐵鋰正極/石墨負極鋰離子電池
有關三元作為正極資料,石墨作為負極資料的鋰離子電池來說,鋰離子電池的預充化成階段會在石墨負極的外表構成一層固態(tài)電解質膜(SEI),此種膜的構成電位約在0.8V左右,SEI答應離子穿透而不答應電子經(jīng)過,由此在構成必定厚度后會按捺電解液的進一步分化,能夠起到防止電解液分化引起的電池功能下降??墒腔珊髽嫵傻腟EI膜結構緊密且孔隙小,將電池再進行老化,將有助于SEI結構重組,構成寬松多孔的膜,以此進步鋰離子電池的功能。三元/石墨鋰離子電池的老化一般選擇常溫老化7天-28天時刻,可是也有的廠選用高溫老化準則,老化時刻為1-3天,所謂的高溫一般是38℃-50℃之間。高溫老化只是為了縮短整個出產周期,其意圖和常溫老化相同,都是讓正負極、隔閡、電解液等充沛進行化學反響到達平衡,讓鋰離子電池到達更安穩(wěn)的狀況。
二、鈦酸鋰負極鋰離子電池
俗稱的鈦酸鋰離子電池是負極選用了鈦酸鋰的電池,正極資料首要仍是三元、鈷酸鋰等資料。鈦酸鋰離子電池與石墨負極電池的不同之處是鈦酸鋰的嵌鋰電位是1.55V(相有關鋰金屬),高于SEI構成的0.8V,所以充放電進程中不會構成固態(tài)電解質膜(SEI)也不會構成枝晶鋰,然后具有更高的安全性。這就意味著鈦酸鋰充電進程中,不斷的有電子與電解液發(fā)生反響,生成副產品及發(fā)生氫氣、CO、CH4、C2H4等氣體,會導致電池的鼓包。鈦酸鋰的鼓包問題首要得依靠資料性質的改動來緩解,例如資料外表包覆、改動粒徑散布,找到適宜的電解液等。此外,經(jīng)過優(yōu)化預充、化成、老化的準則也能夠恰當減輕鈦酸鋰鼓包現(xiàn)象。鈦酸鋰離子電池的老化準則一般首選高溫老化準則,老化溫度選用40℃-55℃,老化時刻一般是1-3天,老化之后需求進行負壓排氣。進行屢次高溫老化,使電池內部水分充沛反響,將氣體排出后能夠有用按捺鈦酸鋰離子電池的脹氣問題,進步其循環(huán)壽數(shù)。
不管有關哪種系統(tǒng)的電池,老化是必不可少的一道工序。鋰離子電池的老化雖然理解起來是對鋰離子電池的損耗和損壞,可是事實上卻是選擇一致性高的電池,剔除不良品的有用途徑。只要經(jīng)過老化的辦法,才干選出適宜進行組包的鋰離子電池,進步電動工具的運用壽數(shù)。
磷酸鐵鋰資料在電池加工中的常見問題分析
磷酸鐵鋰因鋰離子的擴散系數(shù)低,導電性上較差,所以當下做法是將其顆粒做小,甚至是做成納米級數(shù),經(jīng)過縮短LI+和電子的搬遷途徑,來進步其充放電速度(理論上,搬遷時刻和搬遷途徑平方成反比)。但由此給電池加工帶來一系列的難題。
首先遇到的是資料渙散問題
制漿是電池出產進程中最為要害的工序之一,其間心任務便是把活性物質、導電劑、粘結劑等物料均勻的混合,使得資料功能能夠更好的發(fā)揮。要混勻,先要能渙散。顆粒減小,相應的比外表也就增大,外表能也就增大,顆粒間發(fā)生聚合的趨勢就增強??朔獗砟軠o散所需求的能量也就越大?,F(xiàn)在遍及用的是機械拌和,機械拌和能量散布是不均勻的,只要在必定的區(qū)域內,剪切強度足夠大,能量足夠高,才干把聚合的顆粒分隔。要進步渙散才能,一個是在拌和設備的結構上優(yōu)化,不改動最大剪切速度的情況下進步有用渙散區(qū)域的空間份額;一個是進步拌和功率(進步拌和速度),進步剪切速度,相應的有用渙散空間也會增大。前者屬設備上的問題,進步空間有多大,涂布在線不做談論。后者,進步空間有限,由于剪切速度說到必定限度,就會對資料構成傷害,導致顆粒破損。
較為有用的辦法是選用超聲波渙散技能。只是超聲波設備價格較高,前些時候觸摸的一家,其價格和進口的日本機械拌和機適當。超聲渙散工藝時刻短,總體能耗下降,漿料渙散效果好,資料顆粒的聚合得到有用推遲,安穩(wěn)性大為進步。
別的,能夠經(jīng)過運用渙散劑來改進渙散效果。
涂布均一性問題
涂布不均,不只電池一致性就欠好,還關系到規(guī)劃、運用安全性等問題。所以,電池制造進程中對涂布均一性的操控很嚴厲。做配方、涂布工藝的了解,資料顆粒越小,涂布越難做均勻。就其機理,我尚未看到相關的解說。涂布在線以為是電極漿料的非牛頓流體特性引起的。
電極漿料應屬非牛頓流體中的觸變流體,該類流體的特點是停止時粘稠,甚至呈固態(tài),但攪動后變稀而易于流動。粘結劑在亞微觀狀況下是線性或網(wǎng)狀結構,攪動時,這些結構被損壞,流動性就好,停止后,它們又重新構成,流動性就變差。磷酸鐵鋰顆粒細微,同等質量下,顆粒數(shù)量添加,要把他們聯(lián)合起來組成有用的導電網(wǎng)絡,需求的導電劑的量也相應添加。顆粒小、導電劑用量添加,所需的粘結劑用量也上升。靜置時,更簡單構成網(wǎng)狀結構,流動性比慣例資料差。