Analiza i sažetak procesa starenja litijeve baterije

Proizvodnja litij-ionskih baterija usko je povezan proces procesa. U cjelini, proizvodnja litijevih baterija uključuje postupak proizvodnje stupova, postupak sklapanja baterija i konačno ubrizgavanje tekućine, brtvljenje, formiranje i starenje. U trostupanjskom postupku svaki se postupak može podijeliti u nekoliko ključnih procesa, a svaki će korak imati velik utjecaj na konačne performanse baterije.

U procesu proizvodnje stupa može se podijeliti na pet postupaka: priprema gnojnice, premazivanje gnojnicom, valjanje stupa, rezanje stupa i sušenje stupa. U postupku sklapanja baterija, prema različitim specifikacijama baterije, može se grubo podijeliti na namotavanje, kućište, zavarivanje i druge postupke. Postupak ubrizgavanja tekućine nakon završetka sklopa uključuje ubrizgavanje i brtvljenje tekućine. Posljednji je postupak stvaranja, starenja i razdvajanja kapaciteta u tri koraka. Nakon što se baterija proizvede, bateriju treba prvi put aktivirati i stabilizirati, odnosno konačni proces formacije-starenja-volumetrijski.

1. Formiranje

Koncept predformiranja je punjenje i pražnjenje proizvedene litij-ionske baterije s malom strujom. Nakon završetka proizvodnje litijeve baterije, bateriju je potrebno napuniti i isprazniti malom strujom. Što se tiče svrhe prednapunjenja, uglavnom postoje dvije:

1). Nakon što se baterija proizvede, materijal elektrode nije u najboljem primjenjivom stanju ili su fizička svojstva neprikladna (na primjer, čestice su prevelike, kontakt nije blizu itd.) Ili je sama faza netočna ( na primjer, neke elektrode negativne elektrode od metalnog oksida od mehanizma legure), treba je aktivirati prvim punjenjem i pražnjenjem.

2). Tijekom prvog punjenja litijeve baterije, Li + se uklanja iz aktivnog materijala pozitivne elektrode, a nakon prolaska kroz elektrolit-dijafragma-elektrolit, umeće se između slojeva grafitnog materijala negativne elektrode. U tom procesu elektroni migriraju s pozitivnog na negativni pol duž perifernog kruga. U ovom trenutku, zbog niskog potencijala litijevih iona umetnutih u grafitnu anodu, elektroni će prvo reagirati s elektrolitom stvarajući SEI film i nešto plina.

Tijekom ovog postupka stvorit će se dio plina i potrošiti mala količina elektrolita. Neki će proizvođači baterija nakon ovog postupka izvršiti postupke pražnjenja i punjenja baterija. Posebno za LTO baterije, stvorit će se velika količina plina i baterija će se izbočiti. Debljina prelazi 10%. Za grafitnu negativnu elektrodu količina proizvedenog plina je mala i nepotrebno je izvoditi operaciju iscrpljivanja. To je zato što SEI film nastao tijekom prvog postupka punjenja ometa daljnju reakciju elektrona s elektrolitom i više ne nastaje plin. To je izvor nepovratnog kapaciteta baterije grafitnog sustava. Iako uzrokuje nepovratan gubitak kapaciteta, bateriju također čini stabilnom.

2. Starenje

Starenje se općenito odnosi na postavljanje baterije nakon prvog punjenja i formiranja nakon što se baterija sklopi i ubrizga. Može stariti na sobnoj temperaturi ili visokoj temperaturi. Obje ove funkcije čine svojstva i sastav SEI filma nastalog nakon početnog punjenja i formiranja stabilnijim i osiguravaju stabilnost elektrokemijskih performansi akumulatora. Tri su glavne svrhe starenja:

1). Nakon što je baterija prošla postupak predoblikovanja, na grafitnoj negativnoj elektrodi unutar baterije stvorit će se određena količina SEI filma, ali ovaj film ima kompaktnu strukturu i male pore. Starenje baterije na visokim temperaturama pomoći će strukturi SEI da se reorganizira i formira labave pore Film.

2). Napon akumulatora je nakon formiranja u nestabilnoj fazi, a napon mu je nešto veći od stvarnog napona. Svrha starenja je učiniti svoj napon preciznijim i stabilnijim.

3). Stavljanje baterije na visoku temperaturu ili normalnu temperaturu na određeno vrijeme može osigurati da se elektrolit može u potpunosti infiltrirati u stupove, što je korisno za stabilnost rada baterije.

Proces formiranja i starenja baterije je neophodan. U stvarnoj proizvodnji postupak punjenja i pražnjenja akumulatora odabire se prema sustavu materijala i strukturnom sustavu akumulatora, ali formacija baterije mora se napuniti i isprazniti u uvjetima slabe struje. Nakon ova dva ključna procesa, stabilizirana baterija podijeljena je na kapacitet, a baterija se može osloboditi nakon pakiranja i drugih procesa.