Analyseansatz für das Problem der geringen Kapazität von Batteriezellen
Apr 15, 2025
Die Bestimmung einer niedrigen Batteriekapazität (geringe Kapazität) für Batteriezellen basiert auf einem einfachen Vergleich zwischen der Kapazität nach der Formierung (nach dem Lade-/Entladezyklus) und dem vorgesehenen Kapazitätswert. Wenn die nach dem Formierungsprozess gemessene Kapazität niedriger ist als der vorgesehene Wert, sollte zunächst geprüft werden, ob die Einstellungen des Formierungsprozesses (wie Entladestrom, Ladezeit, Abschaltspannung und Formierungstemperatur) fehlerhaft sind. – Wenn die Einstellungen des Formierungsschritts richtig sind, muss der Testpunkt geändert und der Formierungsprozess der Batteriezelle erneut ausgeführt werden, um zu prüfen, ob Probleme mit der Formierungsausrüstung oder den Formierungskanälen vorliegen. – Vorausgesetzt, nach dem Gerätewechsel werden keine Anomalien in den Formierungsdaten gefunden, ist wahrscheinlich die Originalausrüstung problematisch. – Wenn der erneute Test immer noch eine niedrige Kapazität anzeigt, kann bestätigt werden, dass das Problem der niedrigen Kapazität tatsächlich vorliegt. Nach der Bestätigung der niedrigen Kapazität ist es notwendig, die Häufigkeit und Schwere der Fälle zu ermitteln, um die tatsächliche Situation der niedrigen Kapazität aus einer Gesamtperspektive zu erfassen. Dies erfordert einen systematischeren Ansatz. Vor einer systematischen Analyse empfiehlt es sich, die wiederaufgeladenen Batteriezellen mit niedriger Kapazität zunächst zu zerlegen und die Schnittstelle zu untersuchen. Werden keine Probleme gefunden, liegt dies wahrscheinlich an einem unzureichenden Gewicht der positiven Elektrodenbeschichtung oder einem unzureichenden Konstruktionsspielraum. Liegen Schnittstellenprobleme vor, können andere Probleme im Herstellungsprozess oder Design die Ursache sein. Anschließend untersuchen wir die Ursachen der niedrigen Kapazität sowohl aus Design- als auch aus Fertigungssicht. I. Designende Materialsystemkompatibilität: Insbesondere die Kompatibilität zwischen negativer Elektrode und Elektrolyt hat einen erheblichen Einfluss auf die Kapazität der Batteriezelle. Zeigen wiederholte Tests bei neu eingeführten negativen Elektroden oder Elektrolyten, dass jede Batteriezelle Lithiumbeschichtungen und eine geringe Kapazität aufweist, ist die Wahrscheinlichkeit einer Materialfehlanpassung hoch. Mögliche Gründe für eine Fehlanpassung sind: – Unzureichende Dichte, Dicke oder Instabilität des während der Formierung gebildeten SEI-Films (Solid Electrolyte Interphase); – Mögliche Delamination der Graphitschicht durch PC (Propylencarbonat) im Elektrolyt; – Zu hohe Flächendichte oder Verdichtungsdichte, wodurch die Batteriezelle nicht an schnelles Laden und Entladen angepasst werden kann. Angemessener Kapazitätsspielraum: Ausgehend von der gravimetrischen Kapazität des positiven Elektrodenmaterials: Aufgrund von Fehlern bei der Beschichtung der positiven/negativen Elektroden, der Genauigkeit der Formationskammer und den Auswirkungen von Adhäsionen auf die Kapazität muss be...
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