Li-ion batareya hujayralarining past sig'imining sabablari nima?

Imkoniyat batareyaning birinchi xususiyatidir,lityum batareya xujayralarikam quvvat ham namunalarda tez-tez uchraydigan muammo, ommaviy ishlab chiqarish, yuzaga kelgan kam quvvatli muammolarning sabablarini zudlik bilan qanday tahlil qilish kerak, bugungi kunda sizni kam quvvatli lityum batareya hujayralarining sabablari nimada ekanligini tanishtirish uchun?

Li-ion batareya hujayralarining past sig'imining sabablari

Dizayn

Materiallarning mos kelishi, ayniqsa katod va elektrolitlar o'rtasida, hujayraning sig'imiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Yangi katod yoki yangi elektrolit uchun, agar takroriy testlar hujayra sinovdan o'tkazilganda lityum yog'inlarining past sig'imini aniqlasa, unda materiallarning o'zi mos kelmasligi mumkin. Mos kelmaslik, hosil bo'lish jarayonida hosil bo'lgan SEI plyonkasining etarlicha zich emasligi, juda qalin yoki beqarorligi yoki elektrolitdagi shaxsiy kompyuterning grafit qatlamini tozalashi yoki hujayra dizayni katta zaryadga moslasha olmasligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. haddan tashqari sirt zichligi siqilishi tufayli tushirish tezligi.

Diafragmalar ham kam quvvatga olib kelishi mumkin bo'lgan ta'sirchan omil hisoblanadi.Biz qo'l bilan o'ralgan diafragmalarning har bir qatlamning o'rtasida bo'ylama yo'nalishda ajinlar hosil qilishini aniqladik, bu erda lityum salbiy elektrodga etarli darajada singdirilmagan va shuning uchun hujayra sig'imi taxminan 3% ga ta'sir qiladi. Garchi boshqa ikkita model diafragmaning burishishi ancha kam bo'lsa va quvvatga ta'siri atigi 1% bo'lsa, yarim avtomatik o'rashdan foydalansa-da, bu diafragmani ishlatishni to'xtatish uchun asos bo'lmaydi.

Noto'g'ri quvvat loyihalash chegaralari ham past quvvatga olib kelishi mumkin. Ijobiy va salbiy elektrod qoplamasining ta'siri, sig'imni ajratuvchi xato va yopishtiruvchining quvvatga ta'siri tufayli loyihalashda ma'lum miqdorda imkoniyatlar chegarasiga ruxsat berish muhimdir. Imkoniyatlar chegarasini loyihalashda barcha jarayonlar bilan yadro quvvatini aniq o'rta chiziqda hisoblab chiqqandan so'ng ortiqcha qoldirish yoki quvvatga ta'sir qiluvchi barcha omillar pastki chegarada sodir bo'lgandan keyin ortiqchani hisoblash mumkin. Yangi materiallar uchun ushbu tizimdagi katodning gramm o'yinini to'g'ri baholash muhimdir. Qisman sig'im ko'paytmasi, zaryadni kesish oqimi, zaryadlash / tushirish multiplikatori, elektrolitlar turi va boshqalar katod grammining o'ynashiga ta'sir qiladi. Agar maqsadli quvvatga erishish uchun ijobiy gramm ko'rsatkichining dizayn qiymati sun'iy ravishda yuqori bo'lsa, bu ham etarli bo'lmagan dizayn quvvatiga tengdir. Hujayra interfeysida hech qanday xatolik yo'q, umumiy jarayon ma'lumotlarida ham hech qanday xatolik yo'q, lekin hujayraning sig'imi past. Shu sababli, yangi materiallar aniq katod grammatikasi uchun baholanishi kerak, chunki bir xil katod har qanday katod yoki elektrolit kabi grammaga ega bo'lmaydi.

Haddan tashqari salbiy elektrod ham ma'lum darajada musbat elektrodning ishlashiga ta'sir qilishi mumkin, shuning uchun hujayraning quvvatiga ta'sir qiladi. Salbiy ortiqcha yuk "litiy yog'inlari bo'lmaganicha" emas. Agar salbiy ortiqcha yuk lityum bo'lmagan yog'ingarchilikning pastki chegarasiga oshirilsa, ijobiy gramm ko'rsatkichlarida 1% dan 2% gacha o'sish bo'ladi, lekin agar u ko'paygan bo'lsa ham, salbiy ortiqcha yuk hali ham ta'minlash uchun etarli. ishlab chiqarish quvvati imkon qadar yuqori. Salbiy elektrod ortiqcha bo'lsa, musbat elektrod pastroq rol o'ynaydi, chunki kimyo uchun ko'proq qaytarib bo'lmaydigan lityum kerak, lekin, albatta, bu sodir bo'lish ehtimoli deyarli yo'q.

Suyuqlik in'ektsiya hajmi pastroq bo'lsa, mos keladigan suyuqlikni ushlab turish hajmi ham past bo'ladi. Hujayraning suyuqlikni ushlab turish hajmi past bo'lsa, lityum ionining musbat va salbiy elektrodlarga joylashtirilishi va o'rnatilishi ta'siriga ta'sir qiladi, bu esa past quvvatni keltirib chiqaradi. In'ektsiya hajmi pastroq bo'lgan xarajatlar va jarayonlarga nisbatan kamroq bosim bo'lishiga qaramasdan, in'ektsiya hajmini pasaytirishning asosi hujayraning ishlashiga ta'sir qilmasligi kerak. Albatta, to'ldirish darajasini pasaytirish faqat hujayradagi suyuqlikning etarli darajada ushlab turilmasligi sababli past sig'im ehtimolini oshiradi, ammo bu muqarrar oqibat emas. Shu bilan birga, suyuqlikni absorbe qilish qanchalik qiyin bo'lsa, elektrolitlarni namlash paytida elektrod bilan yaxshiroq aloqa qilish uchun ortiqcha elektrolitlar bo'lishi kerak. Hujayraning etarli darajada ushlab turilmasligi ijobiy va salbiy elektrodlarning quruq bo'lishiga va salbiy elektrodning yuqori qismida lityum cho'kmasining yupqa qatlamiga olib keladi, bu yomon ushlab turish tufayli past sig'imning omili bo'lishi mumkin.

Ishlab chiqarish jarayoni

Yengil qoplangan musbat yoki salbiy elektrod to'g'ridan-to'g'ri kam quvvatli yadroga olib kelishi mumkin. Ijobiy elektrod engil qoplangan bo'lsa, to'liq zaryadlangan yadro interfeysi g'ayritabiiy bo'lmaydi. Salbiy elektrod, lityum ionlarini qabul qiluvchi sifatida, musbat elektrod tomonidan taqdim etilgan lityum manbalari soniga qaraganda ko'proq o'rnatilgan lityum pozitsiyalarini ta'minlashi kerak, aks holda ortiqcha lityum salbiy elektrod yuzasida cho'kadi, natijada yupqa qatlam paydo bo'ladi. ko'proq bir xil litiy yog'inlari. Yuqorida aytib o'tilganidek, salbiy elektrod og'irligini to'g'ridan-to'g'ri yadrolarning pishirish og'irligidan olish mumkin emasligi sababli, salbiy elektrodning pishirish og'irligi orqali qoplama og'irligini aniqlash uchun salbiy elektrod og'irligining ulushini topish uchun yana bir tajriba o'tkazish mumkin. elektrod yadrolari. Kam quvvatli yadroning salbiy elektrodida lityum cho'kmaning nozik bir qatlami bo'lsa, salbiy elektrodning etarli emasligi ehtimoli yuqori. Bunga qo'shimcha ravishda, katod yoki salbiy elektrod qoplamasi katod tomoni ham past quvvatga olib kelishi mumkin va salbiy elektrodning bir tomonlama qoplamasi asosan engil bo'ladi, chunki musbat elektrod qoplamasi og'ir bo'lsa ham, gramm o'ynash kamayadi, lekin umumiy quvvati bo'ladi. kamaytirilmaydi, balki ortishi ham mumkin. Agar salbiy elektrod noto'g'ri joyda qoplangan bo'lsa, pishirishdan keyin bitta va ikki tomonning nisbiy og'irlik nisbatlarini to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash, agar ma'lumotlar A tomoniga o'xshash bo'lsa, B tomoni qoplamasidan 6% engilroq bo'lishi mumkin. asosan muammoni aniqlang, albatta, agar past imkoniyatlar muammosi juda jiddiy bo'lsa, A / B tomonining haqiqiy sirt zichligini yanada teskari qilish kerak. Agar past sig'im muammosi jiddiy bo'lsa, A / B tomonining haqiqiy zichligi haqida qo'shimcha xulosa chiqarish kerak. Rolling materialning tuzilishini buzadi, bu esa o'z navbatida quvvatga ta'sir qiladi. Materialning molekulyar yoki atom tuzilishi uning sig'im, kuchlanish va boshqalar kabi xususiyatlarga ega bo'lishining asosiy sababidir. Ijobiy elektrod rulolarining zichligi jarayon qiymatidan oshib ketganda, yadro demontaj qilinganda musbat elektrod juda yorqin bo'ladi. Agar musbat elektrod siqilishi juda katta bo'lsa, musbat elektrod bo'lagini o'rashdan keyin sindirish oson, bu ham past quvvatga olib keladi. Shu bilan birga, musbat elektrod siqilishi qutb bo'lagining buklanishi bilanoq sinishiga olib kelishi sababli, musbat elektrod rolikli pressining o'zi juda ko'p bosim talab qiladi, shuning uchun musbat elektrod siqilishiga duch kelish chastotasi salbiy elektrod siqilishiga qaraganda ancha past bo'ladi. Salbiy elektrod siqilganda, manfiy elektrod yuzasida lityum cho'kmasining chizig'i yoki bloki hosil bo'ladi va yadroda saqlanadigan suyuqlik miqdori sezilarli darajada kamayadi.

Past sig'imga ortiqcha suv miqdori ham sabab bo'lishi mumkin. To'ldirishdan oldin elektrodning suv miqdori, to'ldirishdan oldin qo'lqop qutisining shudring nuqtasi, elektrolit tarkibidagi suv miqdori standartdan oshib ketganda yoki gazsizlangan ikkinchi muhrga namlik kiritilganda past sig'im mumkin. Yadro hosil bo'lishi uchun suvning iz miqdori talab qilinadi, lekin suv ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, ortiqcha suv SEI plyonkasiga zarar etkazadi va elektrolitlardagi lityum tuzlarini iste'mol qiladi, shuning uchun yadro quvvatini kamaytiradi. Suv tarkibi hujayraning to'liq zaryadli salbiy kursining me'yoridan oshib ketadi, kichik bir parcha to'q jigarrang.


Yuborilgan vaqt: 2022-yil 16-avgust