Mis on liitiumioonakuelementide väikese mahutavuse põhjused?

Maht on aku esimene omadus,liitiumaku elemendidmadal võimsus on ka proovide puhul sagedane probleem, masstootmine, kuidas kohe analüüsida madala võimsusega probleemide põhjuseid, täna tutvustada teile, mis on madala võimsusega liitiumaku elementide põhjused?

Liitium-ioonaku elementide madala võimsuse põhjused

Disain

Materjalide sobitamine, eriti katoodi ja elektrolüüdi vahel, mõjutab oluliselt elemendi mahtuvust. Kui korduvad testid näitavad uue katoodi või uue elektrolüüdi puhul iga kord, kui elementi testitakse, liitiumi sademete võimsus on väike, siis on väga tõenäoline, et materjalid ise ei sobi. Ebakõla võib olla tingitud sellest, et moodustumise ajal moodustunud SEI-kile ei ole piisavalt tihe, liiga paks või ebastabiilne või elektrolüüdis olev PC paneb grafiidikihi maha kooruma või elemendi konstruktsioon ei suuda kohaneda suure laenguga/ pinnatiheduse liigsest tihendamisest tingitud tühjenduskiirused.

Diafragmad on ka mõjutegur, mis võib põhjustada madalat mahtuvust.Oleme avastanud, et käsitsi haavatud membraanid tekitavad iga kihi keskel pikisuunas kortse, kus liitium ei ole piisavalt negatiivsesse elektroodi ja seega mõjutab raku mahtuvust umbes 3%. Kuigi ülejäänud kahel mudelil kasutatakse poolautomaatset mähist, kui membraani kortsus on palju väiksem ja mõju võimsusele on vaid 1%, ei ole see alus membraani kasutamise lõpetamiseks.

Ebapiisavad võimsuse kavandatud marginaalid võivad samuti põhjustada väikese võimsuse. Elektroodide positiivse ja negatiivse katte mõju, võimsusjaoturi vea ja liimi mõju tõttu mahtuvusele on oluline arvestada projekteerimisel teatud mahuvaruga. Võimsuse marginaali kujundamisel on võimalik jätta ülejääk pärast südamiku võimsuse arvutamist kõigi protsessidega täpselt keskjoonel või arvutada ülejääk pärast kõigi võimsust mõjutavate tegurite esinemist alumisel piiril. Uute materjalide puhul on oluline selles süsteemis katoodi grammimängu täpne hindamine. Osalise võimsuse kordaja, laengu katkestusvool, laadimise/tühjenemise kordaja, elektrolüüdi tüüp jne mõjutavad katoodi grammi lõtku. Kui positiivse grammi jõudluse projekteerimisväärtus on sihtvõimsuse saavutamiseks kunstlikult kõrge, võrdub see ka ebapiisava projekteerimisvõimsusega. Lahtri liidesel pole viga ega ka üldistel protsessiandmetel, kuid lahtri võimsus on väike. Seetõttu tuleb hinnata uusi materjale katoodide täpse grammkaalu osas, kuna mitte ühel katoodil ei ole sama raskust kui mis tahes katoodil või elektrolüüdil.

Liigne negatiivne elektrood võib teatud määral mõjutada ka positiivse elektroodi jõudlust, mõjutades seega raku mahtuvust. Negatiivne ülekoormus ei ole "seni, kuni pole liitiumi sademeid". Kui negatiivset ülekoormust suurendada mitteliitiumi sademete ülekoormuse alampiirini, suureneb positiivne grammi jõudlus 1–2%, kuid isegi kui seda suurendatakse, on negatiivne ülekoormus siiski piisav tagamaks võimsus on võimalikult suur. Kui negatiivse elektroodi liig on liiga suur, mängib positiivne elektrood väiksemat rolli, kuna keemia jaoks on vaja rohkem pöördumatut liitiumi, kuid loomulikult on selle juhtumise tõenäosus peaaegu olematu.

Kui vedeliku sissepritse maht on väiksem, on ka vastav vedelikupeetuse maht väiksem. Kui elemendi vedelikupeetuse maht on väike, mõjutab see liitiumioonide sisestamise ja eemaldamise mõju positiivsetesse ja negatiivsetesse elektroodidesse, põhjustades seega väikese mahutavuse. Kuigi väiksema sissepritsemahuga surve kuludele ja protsessidele väheneb, peab sissepritsemahu vähendamise eelduseks olema, et see ei mõjuta raku jõudlust. Muidugi suurendab täitetaseme alandamine ainult väikese mahtuvuse tõenäosust, mis on tingitud ebapiisavast vedelikupeetusest rakus, kuid see ei ole vältimatu tagajärg. Samas, mida keerulisem on vedelikku omastada, seda rohkem peaks olema üleliigset elektrolüüti, et tagada elektrolüüdi niisutamisel parem kontakt elektroodiga. Ebapiisav rakkude kinnipidamine põhjustab positiivsete ja negatiivsete elektroodide kuivamist ja õhukese liitiumi sademekihi negatiivse elektroodi peal, mis võib halvast kinnipidamisest tingitud väikese mahtuvuse põhjuseks olla.

Tootmisprotsess

Kergelt kaetud positiivne või negatiivne elektrood võib otseselt põhjustada väikese võimsusega südamiku. Kui positiivne elektrood on kergelt kaetud, ei ole täielikult laetud südamiku liides ebanormaalne. Negatiivne elektrood kui liitiumioonide vastuvõtja peab tagama suurema arvu manustatud liitiumi positsioone kui positiivse elektroodi liitiumiallikate arv, vastasel juhul sadestub liigne liitium negatiivse elektroodi pinnale, mille tulemuseks on õhuke kiht. ühtlasem liitiumi sade. Nagu eelnevalt mainitud, kuna negatiivset elektroodi massi ei saa võtta otse südamike küpsetusmassist, võib negatiivse elektroodi massi juurdekasvu osakaalu leidmiseks teha veel ühe katse, et tuletada katte mass negatiivse küpsetusmassi kaudu. elektroodi südamikud. Kui väikese võimsusega südamiku negatiivsel elektroodil on õhuke liitiumi sademete kiht, on ebapiisava negatiivse elektroodi tõenäosus suur. Lisaks võib katoodi või negatiivse elektroodi katte katoodi pool põhjustada ka väikese võimsuse ja negatiivse elektroodi ühe külje kate on peamiselt kerge, sest isegi kui positiivse elektroodi kate on raske, väheneb grammi lõtk, kuid koguvõimsus väheneb. ei vähene, vaid võib isegi suureneda. Kui negatiivne elektrood on kaetud vales kohas, võib ühe ja kahe külje suhtelise massi vahetu võrdlemine pärast küpsetamist, kui andmed on sarnased A-poolega, on 6% kergemad kui B-külje kattekiht. põhimõtteliselt määrata probleem, muidugi, kui väikese võimsuse probleem on väga tõsine, on vaja A/B poole tegelikku pinnatihedust veelgi muuta. Kui väikese mahtuvuse probleem on tõsine, on vaja täiendavalt järeldada A/B-poole tegelikku tihedust. Rullimine hävitab materjali struktuuri, mis omakorda mõjutab mahtuvust. Materjali molekulaarne või aatomstruktuur on peamine põhjus, miks sellel on sellised omadused nagu võimsus, pinge jne. Kui positiivse elektroodi rullide tihedus ületab protsessi väärtuse, on positiivne elektrood südamiku lahtivõtmisel väga hele. Kui positiivse elektroodi tihendus on liiga suur, on positiivse elektroodi osa pärast mähkimist lihtne murda, mis põhjustab ka väikese võimsuse. Kuid kuna positiivse elektroodi tihendamine põhjustab pooluse purunemise kohe pärast kokkuvoldimist, nõuab positiivse elektroodi rullpress ise palju survet, mistõttu positiivse elektroodi tihendamise sagedus on palju väiksem kui negatiivse elektroodi tihendamisel. Negatiivse elektroodi tihendamisel moodustub negatiivse elektroodi pinnale liitiumisademe riba või plokk ja südamikus peetava vedeliku kogus väheneb oluliselt.

Väikese võimsuse põhjuseks võib olla ka liigne veesisaldus. Madal mahtuvus on võimalik, kui elektroodi veesisaldus enne täitmist, kindalaeka kastepunkt enne täitmist, elektrolüüdi veesisaldus ületab normi või kui õhutustatud teise tihendisse juhitakse niiskust. Südamiku moodustamiseks on vaja vähesel määral vett, kuid kui vesi ületab teatud väärtuse, kahjustab liigne vesi SEI kilet ja kulutab elektrolüüdis olevaid liitiumisooli, vähendades seeläbi südamiku mahtuvust. Veesisaldus ületab elemendi täislaengu negatiivse kursi normi väikese tükikese tumepruuni värvi.


Postitusaeg: 16. august 2022