Кои са основните фактори, които определят производителността на цикъла на литиево-йонните батерии?

Ефективността на цикъла на литиево-йонните батерии е изключително важна. Това не само влияе върху експлоатационния живот на батерията, но от макро гледна точка, по-дългият живот на цикъла означава и по-ефективно използване на ресурсите.

Независимо дали работите в производството на литиеви батерии или сте потребител, който се интересува от технологията на батериите, разбирането на факторите, които влияят върху производителността на цикъла на литиево-йонните батерии, е от съществено значение. Следва подробен анализ на тези ключови фактори.

1. Тип материал

Изборът на материал е основният фактор, определящ производителността на цикъла на литиево-йонните батерии. Ако самият материал има лоша циклична производителност, дори най-оптималния дизайн на процеса и прецизните производствени процеси няма да гарантират живота на цикъла на батерията. Обратно, ако са избрани отлични материали, дори и да има определени дефекти в производствения процес, производителността на цикъла обикновено няма да бъде значително намалена.

От материална гледна точка производителността на цикъла на цялата батерия се определя основно от производителността на комбинацията от положителен електрод и електролит или от производителността на комбинацията от отрицателен електрод и електролит, което от двете е по-лошо.

Ако характеристиките на цикъла на даден материал са незадоволителни, следните причини може да са причината: Първо, кристалната структура се променя твърде бързо по време на цикъла, възпрепятствайки вмъкването и извличането на литиеви йони; второ, активният материал и електролитът не могат да образуват равномерен, плътен SEI филм, причинявайки преждевременни странични реакции в активния материал и бърза консумация на електролит, като по този начин съкращава живота на цикъла.

По време на фазата на проектиране на акумулаторната клетка, ако материалът, избран за единия електрод, има лоша циклична производителност, има ограничено място за подобряване на високата циклична производителност на другия електрод, което може да доведе до загуба на ресурси.

2. Уплътняване на положителен и отрицателен електрод

Докато уплътняването на положителните и отрицателните електроди може да увеличи енергийната плътност на акумулаторната клетка, прекомерното уплътняване често влияе отрицателно върху производителността на циклите. Теоретично, по-голямото уплътняване прилага по-голямо напрежение върху структурата на материала, а стабилната структура на материала е от съществено значение за устойчивото циклиране на литиево-йонните батерии. Освен това високото уплътняване може да намали способността на електрода да задържа течност, което е критично изискване за гарантиране на успешното завършване на множество цикли на батерията.

3. Съдържание на влага

Прекомерната влага в клетката на батерията може да причини странични реакции с активните материали на положителния и отрицателния електрод, увреждайки структурата на материала и по този начин намалявайки производителността на цикъла. В същото време високите нива на влага също са вредни за образуването на стабилен SEI филм. Въпреки това, за следи от влага, които е трудно да се отстранят напълно, това всъщност може да помогне за поддържане на цялостния баланс на ефективността на батерията.

4. Плътност на покритието

Почти невъзможно е да се анализира влиянието на плътността на повърхността на покритието само върху производителността при циклиране, тъй като тя едновременно влияе върху свойствата на множество клетки на батерията. Неравномерната плътност на площта може да доведе до вариации на капацитета или да повлияе на броя на намотките/ламинатите на клетката.

За клетки от същия модел, капацитет и материал, намаляването на плътността на площта е еквивалентно на увеличаване на броя на намотките или ламинатите, като по този начин се увеличава броят на сепараторите. Това спомага за усвояването на повече електролит и осигурява стабилност на цикъла.

Освен това, по-ниската плътност на площта може да подобри производителността на клетъчната скорост и да улесни процеса на изпичане и дехидратация на електродните листове и голите клетки. Прекомерно ниската плътност на площта обаче може да затрудни прецизния контрол на покритието, а големите частици на активния материал също могат да повлияят отрицателно върху покритието и валцуването.

Увеличаването на броя на слоевете може да подобри цикъла, но изисква повече фолио и сепаратори, което води до по-високи разходи и по-ниска енергийна плътност. Следователно, по време на проектирането и оценката, трябва да се постигне всеобхватен баланс между производителността на цикъла, способност за скорост, контролируемост на процеса и цена.

5. Претоварване на анода

Претоварването на анода не само влияе върху първоначалния необратим капацитет и отклонението на покритието, но също така влияе пряко върху производителността на цикъла. В системите литиево-кобалтов оксид/графит, анодният графит често се превръща в "тясното място" на цикъла.

Ако недостатъчното натоварване на анода е недостатъчно, докато отлагането на литий е по-малко вероятно да се появи в началните етапи на клетката, след множество цикли структурата на положителния електрод ще остане до голяма степен непроменена, докато анодът може да бъде сериозно повреден и да не може да абсорбира напълно литиевите йони, осигурени от положителния електрод, което води до преждевременна загуба на капацитет.

6. Количество електролит

Недостатъчният електролит може да повлияе на ефективността на клетъчния цикъл. Основните причини включват: недостатъчно инжектиране на електролит, неадекватно потапяне на електрода (напр. прекомерно уплътняване или недостатъчно време на стареене) и консумация на електролит по време на циклиране.

Непълният SEI филм може да доведе до странични реакции между анода и електролита. Освен това, дефектните зони се ремонтират постоянно по време на циклиране, консумирайки обратим литий и електролит. Следователно, независимо дали става дума за клетка с висока -издръжливост, способна на стотици цикли, или за такава, чиято производителност се влошава след няколко цикъла, осигуряването на достатъчно електролит може да подобри производителността на цикъла до известна степен.

7. Обективни условия за тестване

Резултатите от тестовете за циклична производителност на клетката се влияят от различни външни условия, като скорост на зареждане и разреждане, напрежение и ток на прекъсване, условия на презареждане и презареждане, температура на изпитване, прекъсвания на изпитването и контактно съпротивление между клетката и точката на изпитване. Освен това различните материали имат различна чувствителност към тези условия.

Следователно установяването на унифицирани стандарти за изпитване и разбирането на свойствата на често използвани материали може като цяло да отговори на нуждите от рутинно изпитване.

ACEY-BCT506-512Hмашина за сортиране на клеткиизползва модерни електронни устройства за наблюдение и контрол вместо ръчна работа, за да наблюдава напрежението в реално-време, тока, капацитета, енергията, състоянието на формиране и други параметри на формирането на разпределена батерия в реално време, диагностицира и обработва повреди, записва и анализира съответните данни, така че да реализира необслужвана и групова обработка в процеса на формиране.

Подобно на „принципа на цевта“, ефективността на клетъчния цикъл в крайна сметка се определя от най-слабата връзка и тези фактори често си влияят един на друг. При едни и същи материали и ниво на производство, по-високата циклична производителност обикновено означава по-ниска енергийна плътност. Следователно ключът е да се намери баланс между задоволяване на нуждите на клиентите и осигуряване на последователно производство на клетки. Това е основната задача за подобряване на производителността при колоездене.

Acey Intelligent е специализирана в предоставянето на-решения на едно гише за полу-автоматични/напълно-автоматични линии за сглобяване на пакети литиеви батерии, използвани в ESS, UAV, E-велосипеди, E-скутери, електроинструменти, дву/три колела и т.н. В допълнение, ние предоставяме пълен комплект оборудване за сглобяване на пакети батерии, като като машина за сортиране на клетки, машина за сортиране на батерии, машина за залепване на изолационна хартия, CCD тестер, ръчна/автоматична машина за точково заваряване, BMS тестер, цялостен тестер на батерии и система за тестване на батерии и др.

Свържете се сега