Il processo di formazione e divisione della capacità delle batterie al litio è un anello importante nel processo di produzione delle batterie al litio, che svolge un ruolo cruciale nel garantire la stabilità e la coerenza delle prestazioni della batteria.
1 Processo chimico
La conversione chimica si riferisce generalmente all'implementazione di una serie di misure di processo sulla prima batteria carica per stabilizzarne le prestazioni, tra cui carica e scarica a bassa corrente, temperatura costante, ecc. Lo scopo principale è quello di formare una pellicola di interfaccia elettrolitica solida densa e stabile (pellicola SEI) sulla superficie dell'elettrodo negativo della batteria, al fine di migliorare le prestazioni elettrochimiche della batteria, come durata del ciclo, stabilità, autoscarica e sicurezza.
I parametri chiave del processo di conversione chimica includono:
1. Corrente di formazione:L'entità e la forma d'onda della corrente di formazione hanno un impatto significativo sulla formazione della pellicola SEI. In generale, viene utilizzata una piccola corrente per generare una pellicola SEI relativamente densa, seguita da una ricarica con una corrente maggiore per adattare la batteria alle effettive condizioni di lavoro di corrente elevata e per riparare i difetti nel SEI. Durante il processo di formazione, è necessario un controllo preciso della corrente di carica e scarica per prevenire un aumento dell'impedenza del film SEI, che può influenzare la velocità di scarica delle batterie agli ioni di litio.
2. Tensione di formazione:La scelta della tensione di formazione deve essere determinata in base al sistema e ai materiali specifici della batteria. Una tensione eccessiva può causare danni interni alla batteria, influenzandone le prestazioni di funzionamento.
3. Temperatura di formazione:Anche la temperatura di formazione ha un impatto significativo sulla formazione del film SEI e sulle prestazioni della batteria. Gli esperimenti hanno dimostrato che la temperatura più adatta per la formazione è di 20-35 gradi, ma la maggior parte dei produttori di batterie agli ioni di litio sceglie una temperatura leggermente più alta (30-60 gradi) per la formazione per migliorare le prestazioni di ciclo e conservazione della batteria . Tuttavia, una temperatura eccessiva può anche portare alla dissoluzione della pellicola SEI e al co-incorporamento delle molecole di solvente, riducendo la stabilità della pellicola SEI.
4. Pressione esterna:L'applicazione di un'adeguata pressione di rotolamento durante il processo di formazione può eliminare in modo significativo il gas generato dalla batteria (la materia organica si decompone ad alta pressione per produrre gas), migliorare la capacità di formazione, la velocità e le prestazioni di ciclo della batteria.
Le fasi specifiche del processo di conversione chimica sono le seguenti:
1. Una iniezione:Iniettare l'elettrolito nella batteria assemblata. Per prima cosa, svuota la batteria e attendi che all'interno si formi pressione negativa. Quindi, aprire la valvola di iniezione e consentire all'elettrolito di fluire nella batteria a causa della differenza di pressione.
2. Invecchiamento ad alta temperatura:Posizionare la batteria in una stanza ad alta temperatura per un certo periodo di tempo per consentire all'elettrolito di infiltrarsi completamente negli elettrodi, ponendo le basi per la formazione di una pellicola SEI di migliore qualità in futuro.
3. Operazione di conversione chimica:Eseguire una piccola operazione di carica di corrente per formare una pellicola SEI densa e stabile sulla superficie dell'elettrodo negativo. Durante il processo di formazione, viene utilizzata la formazione di pressione negativa per estrarre il gas generato, impedendo al gas di accumularsi sull'interfaccia dell'elettrodo e di influenzare il percorso di diffusione degli ioni di litio e l'uniformità del film SEI.
4. Iniezione secondaria:A causa del consumo di una parte dell'elettrolita durante il processo di formazione e del fatto che la formazione di pressione negativa rimuoverà anche una parte dell'elettrolita, è necessaria un'iniezione secondaria. Il volume di iniezione è relativamente piccolo rispetto a una singola iniezione.
2 Processo di partizione
La semplice comprensione dell'ordinamento della capacità è l'ordinamento della capacità, lo screening e la classificazione delle prestazioni. Il suo scopo principale è quello di verificare la qualità delle batterie, adattare la capacità, bilanciare la tensione, garantire la sicurezza e migliorare l'efficienza.
La chiave del processo di separazione della capacità è condurre test di carica e scarica sulla batteria attraverso la formazione di un armadio di separazione della capacità, ottenere parametri come la capacità della batteria e la resistenza interna e determinare il livello di qualità della batteria. Durante il processo di divisione della capacità è necessario un controllo rigoroso della corrente e della tensione di carica e scarica per garantire l'accuratezza dei risultati del test.
Le fasi specifiche del processo di separazione del volume sono le seguenti:
1. Misurare l'OCV:Dopo la seconda iniezione, misurare due volte la tensione a circuito aperto (OCV) per calcolare il valore K ad alta temperatura.
2. Analisi del valore K ad alta temperatura:Analizzando l'entità del valore K è possibile determinare se nella batteria è presente un fenomeno di microcortocircuito. Se il valore K è troppo alto, la batteria potrebbe avere un microcortocircuito e deve essere rimossa.
3. Operazione di divisione della capacità:Effettuare un test di scarica della carica sulla batteria per ottenere parametri rilevanti come la capacità della batteria. In base ai risultati del test, classificare la batteria in diversi livelli, come livello A per capacità elevata e livello B per capacità bassa.
4. Misurazione del valore K a temperatura ambiente:Dopo la divisione della capacità, lasciare la batteria a temperatura ambiente per un periodo di tempo (generalmente non inferiore a 15 giorni) e misurare il valore K a temperatura ambiente dopo che la tensione della batteria si è stabilizzata. Il valore K della temperatura ambiente viene utilizzato anche come parametro per riflettere il tasso di autoscaricamento della batteria e un'ulteriore schermata per batterie difettose.
3 Requisiti di precisione per le apparecchiature di separazione chimica
Per migliorare le prestazioni elettrochimiche delle batterie al litio, come la durata del ciclo, la stabilità, l'autoscarica e la sicurezza, è necessario controllare rigorosamente la consistenza o valutare accuratamente il grado delle batterie al litio. Pertanto, esistono requisiti elevati per la precisione di misurazione della corrente e della tensione nelle apparecchiature chimiche e capacitive. Attualmente, la precisione di misurazione della corrente e della tensione nelle apparecchiature di separazione della capacità chimica presenti sul mercato è generalmente di circa un millesimo, mentre la precisione dei sensori di corrente e tensione superiore a un decimillesimo è la scelta ideale.
Il processo di formazione e divisione della capacità delle batterie al litio è un passo importante per garantire la stabilità e la coerenza delle prestazioni della batteria. Controllando con precisione i parametri chiave e le fasi dei processi di formazione e separazione della capacità, le prestazioni elettrochimiche e la sicurezza della batteria possono essere notevolmente migliorate.