O impacto das condições de formação no desempenho da bateria

No processo de fabricação de baterias de íons de lítio, a formação é um procedimento crítico Este artigo discute o impacto das condições de formação (por exemplo, corrente de formação, tensão de formação, temperatura de formação e pressão externa) no desempenho da bateria, incluindo resistência interna, capacidade e vida útil Tob nova energia fornece máquina de formação de bateria de várias especificações para atender às necessidades de produção da pesquisa de laboratório de bateria e linhas de produção de bateria.

A formação refere -se ao processo de carregamento inicial após a eletrolitação e descanso, durante a qual se formou a camada de interfase de eletrólito sólido (SEI) Variações nos protocolos de formação resultam em seilayers ligeiramente diferentes A morfologia da camada SEI afeta diretamente o desempenho das células, a capacidade da taxa de taxas, a estabilidade de alta tensão e particularmente a vida útil do ciclo

Abaixo está a análise adetail de como as condições de formação influenciam o desempenho das células:

1 FormationCurrent

Estudos mostram que as densidades atuais para a formação de uma camada SEI robusta A seiforme envolve dois estágios: nucleação e crescimento Alta corrente DensitiesCelreate nucleação, levando a uma estrutura porosa de SEI com pouca adesão à superfície do reeu Por outro lado, as densidades de baixa corrente lentamente nucleação, produzindo a camada de Adenser SEI No entanto, um SEI poroso pode se infiltrar melhor no eletrólito, resultando em maior condutividade iônica em comparação com o SEI formado sob baixas graus de corrente

Os métodos de pré-carregamento de corrente tradicional ajudam a formar um SEI estável e denso, mas o carregamento de baixa corrente, mas aumenta a impedância de SEI, afetando negativamente a capacidade de ração e a vida útil do ciclo Além disso, o tempo de prolongação de prolongamento de formação de baixa corrente, reduzindo a eficiência da fabricação Para abordar isso, um protocolo de formação Stepwisecurrent durante a fase de corrente constante (CC) foi proposído Essa abordagem reduz a polarização, melhora a capacidade de carga, reduz o tempo de formação e melhora a eficiência

Figura 1 (a) Formação SEI em superfícies de grafite durante a formação e (b) o efeito da densidade de corrente de formação na estrutura do SEI

2 FormationVoltage

Diferentes tensões deformação afetam significativamente as condições da superfície do eletrodo, a resistência interna e o desempenho do ciclo Por exemplo, um estudo comparando entalhes de corte de 3 5 V e 4 2 V descobriu que um ponto de corte 4 2 V produziu maior taxa de carga, mas 4, 1% menor eficiência de carga de carga do que 3 5 V As baterias formaram em 4 2 V exibiram maior resistência ao eletrodo e ciclledgradação mais rápida

3.

O SOC é um parâmetro crítico na otimização de formação Juntamente com a tensão de carga/descarga, os níveis de SOC variam durante o envelhecimento induzem diferentes graus de reatividade, alterando as propriedades do SEI e, finalmente, o desempenho da bateria Os resultados experimentais indicam que 25% SOC leva a uma maior impedância e menor capacidade de capacidade antes e após o envelhecimento O protocolo ideal envolve a cobrança de SoC de 100%, descarregando para 25% SOC (isto é, mantendo 75% de SOC), seguido pela temperatura ambiente de Agryat Este método atinge a maior descarga de descarga e retenção de capacidade

4 FormationTemperature

Para baterias de íon polimerlítio, a formação de alta temperatura promove a seiformação mais completa e melhora a molhabilidade do separador, reduzindo a geração de gás No entanto, a formação de baixa temperatura favorece a redução mais lenta do sal de lítio, a deposição de Sei densidade e densa e densa, que estende a vida útil do ciclo Enquanto as camadas SEI de alta temperatura exibem maior condutividade iônica, sua insistência devido à dissolução acelerada e à co-intercalação do solvente pioram o desempenho do ciclo A maioria dos fabricantes adota o envelhecimento de alta temperatura (30 ● 60 ° C) o desempenho do ciclo e armazenamento

5 Expersão externa

A formação de geração de gás aumenta a distância entre os eletrodos, alongando os caminhos de transportar li e elevar a impedância, reduzindo assim a capacidade A aplicação da pressão moderada elimina o gás, garante o contato com o eletrodo apertado, minimiza a deformação e melhora a capacidade de formação, a capacidade de taxa e a vida útil do ciclo A análise post-mortem revela que a pressão insuficiente faz com que o lítio plache no ânodo, enquanto a pressão ideal impede esses defeitos

Resumo:

O processo de formação desempenha um papel decisivo no desempenho da bateria de íons de lítio Otimizando corrente, tensão, temperatura e pressão externa são as propriedades cruciais da bateria No entanto, os ajustes de parâmetros individuais produzem melhorias limitadas Uma estratégia de otimização holística é essencial para maximizar o desempenho do Battery.