Proces formiranja i podjele kapaciteta litijumskih baterija je važna karika u procesu proizvodnje litijumskih baterija, koja igra ključnu ulogu u osiguravanju stabilnosti i konzistentnosti performansi baterija.
1 Hemijski proces
Hemijska konverzija se općenito odnosi na implementaciju niza procesnih mjera na prvoj napunjenoj bateriji kako bi se stabilizirale njene performanse, uključujući punjenje i pražnjenje niskom strujom, stajanje na konstantnoj temperaturi, itd. Glavna svrha je formiranje gustog i stabilnog filma sučelja čvrstog elektrolita (SEI film) na površini negativne elektrode baterije, kako bi se poboljšale elektrohemijske performanse baterije, kao što su životni vijek, stabilnost, samopražnjenje i sigurnost.
Ključni parametri procesa hemijske konverzije uključuju:
1. Struja formacije:Veličina i talasni oblik struje formiranja imaju značajan uticaj na formiranje SEI filma. Uopšteno govoreći, mala struja se koristi za stvaranje relativno gustog SEI filma, nakon čega slijedi punjenje većom strujom kako bi se baterija prilagodila stvarnim radnim uvjetima velike struje i popravili defekti u SEI. Tokom procesa formiranja, potrebna je precizna kontrola struje punjenja i pražnjenja kako bi se spriječilo povećanje impedanse SEI filma, što može utjecati na performanse brzine pražnjenja litijum-jonskih baterija.
2. Napon formiranja:Odabir napona formiranja treba odrediti na osnovu specifičnog sistema i materijala baterije. Prekomjerni napon može uzrokovati unutrašnje oštećenje baterije, što utječe na njene performanse ciklusa.
3. Temperatura formiranja:Temperatura formiranja takođe ima značajan uticaj na formiranje SEI filma i performanse baterije. Eksperimenti su pokazali da je najprikladnija temperatura za formiranje 20-35 stepen, ali većina proizvođača litijum-jonskih baterija bira nešto višu temperaturu (30-60 stepen) za formiranje kako bi se poboljšale performanse ciklusa i skladištenja baterije . Međutim, prekomjerna temperatura također može dovesti do rastvaranja SEI filma i zajedničkog ugrađivanja molekula rastvarača, smanjujući stabilnost SEI filma.
4. Vanjski pritisak:Primjena odgovarajućeg pritiska kotrljanja tokom procesa formiranja može značajno eliminirati plin koji generiše baterija (organska materija se razlaže pod visokim pritiskom kako bi se proizveo plin), poboljšati kapacitet formiranja, brzinu i performanse ciklusa baterije.
Specifični koraci procesa hemijske konverzije su sljedeći:
1. Jedna injekcija:Ubrizgajte elektrolit u sastavljeni akumulator. Prvo evakuirajte bateriju i pričekajte da se u njoj stvori negativni tlak. Zatim otvorite ventil za ubrizgavanje i pustite da elektrolit teče u bateriju zbog razlike u tlaku.
2. Starenje na visokim temperaturama:Stavite bateriju u prostoriju s visokom temperaturom na određeno vrijeme kako biste omogućili elektrolitu da se potpuno infiltrira u jastučiće elektroda, postavljajući temelje za formiranje kvalitetnijeg SEI filma u budućnosti.
3. Operacija hemijske konverzije:Izvedite operaciju punjenja malom strujom kako biste formirali gust i stabilan SEI film na površini negativne elektrode. Tokom procesa formiranja, formiranje negativnog pritiska se koristi za ekstrakciju generisanog gasa, sprečavajući da se gas akumulira na interfejsu elektrode i utiče na put difuzije litijum jona i uniformnost SEI filma.
4. Sekundarna injekcija:Zbog potrošnje nekog elektrolita tokom procesa formiranja i činjenice da će stvaranje negativnog tlaka također ukloniti dio elektrolita, potrebno je sekundarno ubrizgavanje. Zapremina injekcije je relativno mala u poređenju sa jednom injekcijom.
2 Proces particije
Jednostavno razumijevanje sortiranja kapaciteta je sortiranje kapaciteta, provjera performansi i ocjenjivanje. Njegova glavna svrha je da provjeri kvalitet baterija, uskladi kapacitet, izbalansira napon, osigura sigurnost i poboljša efikasnost.
Ključ za proces odvajanja kapaciteta je provođenje testova punjenja i pražnjenja na bateriji kroz formiranje ormara za odvajanje kapaciteta, dobijanje parametara kao što su kapacitet baterije i unutrašnji otpor i određivanje nivoa kvaliteta baterije. Stroga kontrola struje i napona punjenja i pražnjenja potrebna je tokom procesa podjele kapaciteta kako bi se osigurala tačnost rezultata ispitivanja.
Specifični koraci procesa odvajanja volumena su sljedeći:
1. Izmjerite OCV:Nakon drugog ubrizgavanja, dvaput izmjerite napon otvorenog kruga (OCV) kako biste izračunali K vrijednost visoke temperature.
2. Analiza K vrijednosti visoke temperature:Analizom veličine K vrijednosti može se utvrditi da li postoji pojava mikro kratkog spoja u bateriji. Ako je vrijednost K previsoka, baterija može imati mikro kratki spoj i treba je ukloniti.
3. Operacija podjele kapaciteta:Provedite test pražnjenja na bateriji kako biste dobili relevantne parametre kao što je kapacitet baterije. Prema rezultatima testa, klasifikujte bateriju u različite nivoe, kao što je nivo A za veliki kapacitet i B nivo za mali kapacitet.
4. Mjerenje vrijednosti K na sobnoj temperaturi:Nakon podjele kapaciteta, ostavite bateriju na sobnoj temperaturi neko vrijeme (obično ne manje od 15 dana) i izmjerite K vrijednost na sobnoj temperaturi nakon što se napon baterije stabilizuje. Vrijednost K sobne temperature se također koristi kao parametar koji odražava brzinu samopražnjenja baterije i daljnji ekran za neispravne baterije.
3 Zahtjevi za tačnost opreme za hemijsko odvajanje
Da bi se poboljšale elektrohemijske performanse litijumskih baterija, kao što su životni vek, stabilnost, samopražnjenje i bezbednost, neophodno je strogo kontrolisati konzistentnost ili precizno proceniti nivo baterije litijumskih baterija. Zbog toga postoje visoki zahtjevi za preciznost mjerenja struje i napona u hemijskoj i kapacitivnoj opremi. Trenutno je tačnost mjerenja struje i napona u opremi za razdvajanje hemijskog kapaciteta na tržištu općenito oko hiljaditi dio, dok je tačnost senzora struje i napona iznad jedne desethiljaditinke idealan izbor.
Proces formiranja i podjele kapaciteta litijumskih baterija važan je korak u osiguravanju stabilnosti i konzistentnosti performansi baterija. Preciznom kontrolom ključnih parametara i koraka u procesima formiranja i razdvajanja kapaciteta, elektrohemijske performanse i sigurnost baterije mogu se značajno poboljšati.