Der Einfluss von Bildungsbedingungen auf die Batterieleistung

Bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist Formation eine kritische Verarbeitung In diesem Artikel werden die Auswirkungen der Formationsbedingungen (z B Formationsstrom, Formationsspannung, Formationstemperatur und externe Drucke) auf die Batterieleistung einschließlich interner Widerstand, Kapazität und Zyklus -Lebensdauer erläutert Tob neue Energie bietet Batteriebildungsmaschine von verschiedenen Spezifikationen, um den Produktionsbedarf der Batterie -Laborforschung zu erfüllen und Batterieproduktionslinien.

Formation ist zum anfänglichen Ladungsprozess nach Elektrolyteinjektion und Ruhe, in denen sich die feste Elektrolyt -Interphase (SEI) -Schoose bildete Variationen der Bildungsprotokolle führen zu leicht unterschiedlichen Seilayern Die Morphologie der SEI-Schicht wirkt sich direkt auf die Zellleistung, die Fertigkeitsfähigkeit der Zellen, die Fertigkeiten von Hochspannungen und insbesondere die Zyklusdauer aus

Im Folgenden finden Sie die Adetailed Analyse, wie sich die Bildungsbedingungen die Zellleistung auswirken:

1 Formationcurrent

Studien zeigen, dass die Stromdichten die Bildung einer robusten SEI -Schicht erleichtern Die Seiformation beinhaltet zwei Stufen: Keimbildung und Wachstum Hochstromdichten kennzeichnen Keimbildung, was zu einer porösen SEI -Struktur mit schlechter Adhäsion an Theanode -Oberfläche führt Umgekehrt verlangsamen niedrige Stromdichten die Keimbildung und produzieren die Adenser -SEI -Schicht Ein poröser SEI kann jedoch den Elektrolyten besser infiltrieren, was zu einer höheren ionischen Leitfähigkeit im Vergleich zu SEI führt, die bei niedrigen Stromdichten gebildet werden

Traditionallow-Strom-Vorlademethoden bilden eine stabile und dichte SEI, aber eine geringe Ladung mit niedrigem Strom erhöht die SEI-Impedanz und wirkt sich negativ auf die Fähigkeit und die Lebensdauer der Zyklus aus Darüber hinaus längere Zeit mit geringer Stromerziehung, die die Herstellungseffizienz verringert Um dies zu beheben, wurde ein schrittweise Bildungsprotokoll während der Phase konstanter Strom (CC) vorgestellt Dieser Ansatz reduziert die Polarisation, verbessert die Ladungskapazität, verkürzt die Bildungszeit und verbessert die Effizienz

Abbildung 1 (a) SEI -Bildung auf Graphitoberflächen während der Bildung und (b) den Effekt der Bildungsstromdichte auf die SEI -Struktur

2 FormationVoltage

Unterschiedliche Bildungsspannungen beeinflussen die Elektrodenoberflächenbedingungen, die Innenresistenz und die Zyklusleistung erheblich Beispielsweise ergab eine Studie, in der Cutoffvoltagen von 3 5 V und 4 2 V verglichen wurden, dass ein 4, 2-V-Grenzwert eine höhere Ladekapazität ergab, aber 4 1% niedrigere Ladungsentladungseffizienz als 3 5 V Batterien, die bei 4 2 V einen höheren Elektrodenwiderstand und eine schnellere CyclledEngradation zeigten

3 Stateof Ladung (SOC)

SOC ist ein Criticalparameter in der Formationsoptimierung In Verbindung mit Ladung/Entladungspannung führen variierende SoC -Werte während des Alterns unterschiedliche Reaktivitätsgrade, verändern die SEI -Eigenschaften und letztendlich Batterieleistung Experimentelle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass 25% SOC vor und nach dem Altern zu einer höheren Impedanz und einer geringeren Kapazitätserkrankung führt Das optimale Protokoll beinhaltet das Gebühren von 100% SoC, die auf 25% SOC (d H., 75% SOC aufrechterhalten), gefolgt von der AGINGAT -Raumtemperatur Diese Methode erreicht die höchste anfängliche Entladungskapazität und Kapazitätspfestung

4 FormationTemperatur

Bei Polymerlithium-Ionen-Batterien fördert die Hochtemperaturbildung eine vollständigere Seiformation und verbessert die Benetzbarkeit der Separator, wodurch die Gaserzeugung reduziert wird Die Bildung mit niedriger Temperatur begünstigt jedoch eine langsamere Lithiumsalzreduktion, die die SEI-Ablagerung ermöglicht, die die Zyklusdauer verlängert Während die High-Temperatur-SEI-Schichten eine höhere ionische Leitfähigkeit aufweisen, sind ihre Stabilität aufgrund der beschleunigten Auflösung und der Lösungsmittel-Co-Intercalation Wortenscycle-Leistung Die meisten Hersteller nehmen eine hohe Temperaturalterung (30 ● 60 ° C) an, um Zyklus und Speicherleistung zu erzielen

5 Externalpressur

Die Bildung von Gaserzeugung erhöht den Abstand zwischen den Elektroden, verlängert die Li-Iontransport-Pfade und erhöht die Impedanz, wodurch die Kapazität verringert wird Das Anwendung des Mischerdrucks beseitigt das Gas, sorgt für einen engen Elektrodenkontakt, minimiert die Deformation und verbessert die Bildungskapazität, die Ratenfähigkeit und die Lebensdauer der Zyklus Die Post-Mortem-Analyse zeigt, dass ein unzureichender Druck Lithium-Platationon den Anode verursacht, während der optimale Druck solche Defekte verhindert

Zusammenfassung:

Der Formationsprozess spielt eine entscheidende Rolle bei der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien Optimierungsformationsstrom, Spannung, Temperatur und externer Druck sind entscheidende Vorsorgeeigenschaften der Batterie Individuelle Parameteranpassungen erhalten jedoch Verbesserungen Eine ganzheitliche Optimierungsstrategie ist für die Maximierung der Leistung von entscheidender Bedeutung.