A lítium akkumulátor képződésének öregedési folyamatának elemzése és összefoglalása

A lítium-ion akkumulátorok gyártása a folyamatlépések szorosan összefügg. Összességében a lítium akkumulátorok gyártása magában foglalja a rúddarab gyártási folyamatot, az akkumulátor összeszerelési folyamatát és a végső folyadékbefecskendezést, tömítést, képződést és öregedési folyamatot. A háromlépcsős folyamat során minden folyamat több kulcsfontosságú folyamatra osztható, és minden lépés nagy hatással lesz az akkumulátor végső teljesítményére.

A rúddarab gyártási folyamat, akkor lehet osztani öt folyamatok: hígtrágya előkészítése, hígtrágya bevonat, rúd darab gördülő, rúd darab vágás, és a rúd darab szárítás. Az akkumulátor összeszerelési folyamat, a különböző akkumulátor specifikációk szerint, akkor nagyjából osztva kanyargós, burkolat, hegesztés és egyéb folyamatok. A folyadékbefecskendezési folyamat az összeszerelés befejezése után magában foglalja a folyadék befecskendezését és tömítését. Az utolsó az akkumulátor képződésének, öregedésének és kapacitásszétválasztásának háromlépéses folyamata. Az akkumulátor gyártása után az akkumulátort először előre aktiválni és stabilizálni kell, vagyis a végső formáció-öregedés-térfogati folyamat.

1. Képzés

Az előképződés koncepciója a gyártott lítium-ion akkumulátor töltése és kis árammal történő lemerülése. A lítium akkumulátor gyártásának befejezése után az akkumulátort fel kell tölteni, és kis árammal kell lesújtani. Az előtöltés célját illetően főként kettő van:

1). Az akkumulátor gyártása után az elektródaanyag nem a legmegfelelőbb állapotban van, vagy a fizikai tulajdonságok nem megfelelőek (például a részecskék túl nagyok, az érintkezés nem közel van stb.), vagy maga a fázis helytelen (például néhány fémoxid negatív elektróda ötvözet mechanizmus), aktiválni kell az első töltéssel és kisüléssel.

2). A lítium akkumulátor első töltése során a Li+ eltávolításra kerül a pozitív elektróda aktív anyagából, és az elektrolit-membrán-elektroliton való áthaladás után a negatív elektródagrafit anyag rétegei közé kerül. Ebben a folyamatban az elektronok a pozitív pólusról a perifériás áramkör mentén lévő negatív pólusra vándorolnak. Ebben az időben, mivel az alacsony potenciálját lítium-ionok helyezünk a grafit anód, az elektrononok először reagál az elektrolit generálni SEI film és néhány gáz.

E folyamat során némi gáz keletkezik, és kis mennyiségű elektrolit fog fogyasztani. Egyes akkumulátorgyártók a folyamat után akkumulátor-kipufogó- és utántöltési műveleteket hajtanak végre. Különösen az LTO akkumulátorok esetében nagy mennyiségű gáz keletkezik, és az akkumulátor kidudorodik. A vastagság meghaladja a 10%-ot. A grafit negatív elektróda esetében a termelt gáz mennyisége kicsi, és szükségtelen a fárasztó működés elvégzése. Ennek az az oka, hogy az első töltési folyamat során gyártott SEI fólia akadályozza az elektronok további reakcióját az elektrolittal, és nem keletkezik több gáz. Ez a grafitrendszer akkumulátorának visszafordíthatatlan kapacitásának forrása. Bár ez okoz visszafordíthatatlan kapacitásveszteség, ez is ideiglenes tákolmány a elem stabil.

2. Öregedés

Az öregedés általában az akkumulátor nak az akkumulátor első feltöltése és kialakulása után történő elhelyezésére utal. Ez lehet az öregedés szobahőmérsékleten vagy magas hőmérsékleten. Mindkét funkció célja, hogy a kezdeti töltés és képződés után kialakult SEI fólia tulajdonságai és összetétele stabilabbá tegyék, és biztosítsák az akkumulátor elektrokémiai teljesítményének stabilitását. Az öregedésnek három fő célja van:

1). Miután az akkumulátor átesett az előformálási folyamaton, bizonyos mennyiségű SEI film alakul ki a grafit negatív elektródán az akkumulátorbelsejében, de ez a film kompakt szerkezetű és kis pórusokkal rendelkezik. Az öregedés az akkumulátor magas hőmérsékleten segít a SEI szerkezet átszervezése és a forma laza pórusokat A film.

2). Az akkumulátor feszültsége instabil fázisban van az képződés után, és feszültsége valamivel magasabb, mint a valódi feszültség. Az öregedés célja, hogy a feszültség pontosabb és stabilabb legyen.

3). Ha az akkumulátort magas vagy normál hőmérsékletre helyezi egy ideig, az biztosíthatja, hogy az elektrolit teljesen beszivárogjon a pólusdarabokba, ami előnyös az akkumulátor teljesítményének stabilitására nézve.

Az akkumulátor kialakulása és öregedési folyamata elengedhetetlen. A tényleges gyártás során az akkumulátor töltési és kisütési folyamatát az akkumulátor anyagrendszere és szerkezeti rendszere szerint választják ki, de az akkumulátor képződését alacsony áramviszonyok mellett kell tölteni és letölteni. E két kulcsfontosságú folyamat után a stabilizált akkumulátor kapacitásra oszlik, és az akkumulátor a csomagolás és más folyamatok után szabadulhat fel.