Процес формування та розподілу ємності літієвих батарей є важливою ланкою у процесі виробництва літієвих батарей, яка відіграє вирішальну роль у забезпеченні стабільності та сталості продуктивності батареї.
1 Хімічний процес
Хімічне перетворення, як правило, стосується впровадження серії технологічних заходів на першій зарядженій батареї для стабілізації її продуктивності, включаючи зарядку та розрядку при слабкому струмі, витримку при постійній температурі тощо. Основною метою є формування щільної та стабільної плівки розділу між твердим електролітом (плівка SEI) на поверхні негативного електрода батареї, щоб покращити електрохімічні характеристики батареї, такі як термін служби, стабільність, саморозряд і безпека.
Основні параметри процесу хімічного перетворення включають:
1. Формування струму:Величина і форма хвилі струму формування мають значний вплив на формування плівки SEI. Загалом, невеликий струм використовується для створення відносно щільної плівки SEI, а потім заряджається більшим струмом, щоб адаптувати батарею до фактичних умов роботи з високим струмом і виправити дефекти SEI. Під час процесу формування потрібен точний контроль струму заряджання та розряджання, щоб запобігти збільшенню імпедансу плівки SEI, що може вплинути на продуктивність швидкості розряду літій-іонних акумуляторів.
2. Напруга формування:Вибір напруги формування необхідно визначати на основі конкретної системи та матеріалів батареї. Надмірна напруга може призвести до внутрішнього пошкодження батареї, що вплине на її роботу.
3. Температура формування:Температура формування також має значний вплив на формування плівки SEI та продуктивність батареї. Експерименти показали, що найбільш прийнятною температурою для формування є 20-35 градусів, але більшість виробників літій-іонних акумуляторів обирають дещо вищу температуру (30-60 градусів) для формування, щоб покращити циклічність і продуктивність зберігання батареї . Однак надмірна температура також може призвести до розчинення плівки SEI та спільного вбудовування молекул розчинника, що знижує стабільність плівки SEI.
4. Зовнішній тиск:Застосування відповідного тиску кочення під час процесу формування може значно усунути газ, що утворюється батареєю (органічна речовина розкладається під високим тиском з утворенням газу), покращити здатність до формування, швидкість і продуктивність циклу батареї.
Конкретні етапи процесу хімічного перетворення такі:
1. Одна ін'єкція:Влийте електроліт в зібраний акумулятор. Спочатку звільніть акумулятор і дочекайтеся, поки всередині утвориться негативний тиск. Потім відкрийте інжекційний клапан і дайте електроліту витекти в акумулятор за рахунок різниці тиску.
2. Високотемпературне старіння:Помістіть батарею в приміщення з високою температурою на певний період часу, щоб дозволити електроліту повністю проникнути в електродні прокладки, заклавши основу для формування плівки SEI кращої якості в майбутньому.
3. Операція хімічного перетворення:Виконайте операцію заряджання малим струмом, щоб утворити щільну та стабільну плівку SEI на поверхні негативного електрода. Під час процесу формування негативний тиск використовується для вилучення утвореного газу, запобігаючи накопиченню газу на межі електродів і впливаючи на шлях дифузії іонів літію та однорідність плівки SEI.
4. Вторинна ін'єкція:Через споживання деякої кількості електроліту під час процесу формування та той факт, що утворення негативного тиску також видалить частину електроліту, потрібне вторинне впорскування. Об’єм ін’єкції відносно малий порівняно з одноразовою ін’єкцією.
2 Процес розділення
Просте розуміння сортування ємності – це сортування ємності, перевірка ефективності та класифікація. Його головне призначення – перевірка якості акумуляторів, відповідність ємності, баланс напруги, забезпечення безпеки та підвищення ефективності.
Ключем до процесу поділу ємності є проведення випробувань заряду та розряду батареї шляхом формування шафи поділу ємності, отримання таких параметрів, як ємність батареї та внутрішній опір, а також визначення рівня якості батареї. Щоб забезпечити точність результатів випробування, під час процесу розподілу ємності необхідний строгий контроль зарядного та розрядного струму та напруги.
Конкретні кроки процесу поділу обсягу такі:
1. Виміряйте OCV:Після другого впорскування двічі виміряйте напругу холостого ходу (OCV), щоб обчислити високотемпературне значення K.
2. Аналіз високотемпературного значення K:Аналізуючи величину значення K, можна визначити, чи є в акумуляторі явище мікрокороткого замикання. Якщо значення K занадто високе, батарея може мати мікрокоротке замикання, і її потрібно вийняти.
3. Операція поділу ємності:Проведіть тест на розрядку батареї, щоб отримати відповідні параметри, наприклад ємність батареї. Відповідно до результатів тесту класифікуйте батарею за різними рівнями, наприклад рівень A для високої ємності та рівень B для низької ємності.
4. Вимірювання значення K при кімнатній температурі:Після поділу ємності залиште батарею при кімнатній температурі на деякий час (зазвичай не менше 15 днів) і виміряйте значення К при кімнатній температурі після стабілізації напруги батареї. Значення кімнатної температури K також використовується як параметр для відображення швидкості саморозряду батареї та додаткового екрану для несправних батарей.
3 Вимоги до точності обладнання для хімічного розділення
Для покращення електрохімічних характеристик літієвих батарей, таких як термін служби, стабільність, саморозряд і безпека, необхідно суворо контролювати постійність або точно оцінювати клас літієвих батарей. Тому пред'являються високі вимоги до точності вимірювання струму і напруги в хімічній і ємнісній апаратурі. На даний момент точність вимірювання струму та напруги в обладнанні для розділення хімічної ємності на ринку зазвичай становить близько однієї тисячної, тоді як точність датчиків струму та напруги вище однієї десятитисячної є ідеальним вибором.
Процес формування та розподілу ємності літієвих батарей є важливим кроком у забезпеченні стабільності та сталості продуктивності батареї. Завдяки точному контролю ключових параметрів і етапів у процесах формування та поділу ємності можна значно покращити електрохімічні характеристики та безпеку батареї.