Il processo di produzione delle batterie al litio è molto complesso e comprende una serie di processi. Formazione della batteria è un collegamento che non può essere ignorato in catena di fornitura delle batterie al litio. Ha un impatto cruciale sulle prestazioni delle batterie al litio.
.
Definizione di formazione della batteria
La formazione delle batterie al litio è la prima carica della batteria dopo che la batteria al litio è stata riempita di liquido. Questo processo può attivare i materiali attivi della batteria e attivare la batteria al litio. Allo stesso tempo, si verifica una reazione laterale tra il sale di litio e l'elettrolita, formando un film di interfaccia elettrolita solido (SEI) sul lato negativo dell'elettrodo della batteria al litio. Questo film può prevenire ulteriori reazioni collaterali, riducendo così la perdita di litio attivo nella batteria al litio. La qualità della SEI ha un grande impatto sulla durata del ciclo, sulla perdita iniziale di capacità , sulle prestazioni di velocità , ecc. celle per batterie al litio.
Tipi di processi di formazione delle batterie
In base alle diverse condizioni, quali temperatura, corrente e porta di iniezione del liquido durante la formazione delle batterie al litio, il processo di formazione può essere suddiviso nelle seguenti categorie:
- Formazione ad alta temperatura: Durante il processo di carica e scarica, il nucleo della batteria si trova sempre in un ambiente ad alta temperatura. L'alta temperatura può aumentare la velocità di reazione elettrochimica e la velocità di formazione del film SEI. Il film SEI formato ha un'elevata consistenza, ma è sciolto e instabile.
- Formazione a bassa temperatura: Durante il processo di carica e scarica, il nucleo della batteria si trova sempre in un ambiente a bassa temperatura. Il film SEI che si forma durante il processo a bassa temperatura è denso e stabile, ma il tasso di reazione è lento e il tempo di formazione è lungo.
- Formazione di una grande corrente: Durante il processo di formazione, la corrente di carica e scarica è sempre a una corrente maggiore, come 0,5C, 1C, 2C. Una corrente elevata può aumentare la velocità di reazione elettrochimica e la velocità di formazione del film SEI, ma la consistenza del film SEI formato non è elevata.Â
- Formazione di piccole correnti: Durante il processo di formazione, la corrente di carica e scarica è sempre a una corrente minore, come 0,02C, 0,05C. Il film SEI formato durante il processo a bassa corrente è denso e stabile, ma la riduzione della velocità di reazione prolunga il tempo di formazione.
- Formazione aperta: Durante il processo di carica e scarica, la porta di iniezione del liquido della cella è sempre aperta a pressione normale e il gas generato dalla reazione elettrochimica può essere eliminato in tempo, migliorando la consistenza della formazione del film SEI. L'apparecchiatura di formazione è semplice e a basso costo, ma richiede un lungo tempo di permanenza e condizioni di umidità ambientale elevate.
- Formazione a foro chiuso: Durante il processo di carica e scarica, la porta di iniezione del liquido della cella è sempre in uno stato sigillato e il processo di formazione non richiede condizioni di umidità ambientale. Tuttavia, il processo di formazione dell'apparecchiatura è complesso e il guscio della batteria presenta il rischio di deformazione plastica.
- Formazione di pressione negativa: Durante il processo di carica e scarica, il nucleo della batteria viene evacuato dalla porta di iniezione del liquido a -80KPa. La formazione a pressione negativa può eliminare il gas generato in tempo, garantendo la stabilità e la consistenza del film SEI. Tuttavia, l'attrezzatura per la formazione è complessa e richiede un'elevata tenuta d'aria. Inoltre, durante il processo di aspirazione si verifica una perdita di elettrolita.
Effetti delle diverse condizioni di formazione della batteria sulle prestazioni della stessa
Le diverse condizioni di formazione della batteria hanno effetti diversi su prestazioni della batteria, che verrà presentato in dettaglio nel prossimo paragrafo:
Densità di corrente di formazione: L'alta densità di corrente e la rapida formazione dei nuclei cristallini fanno sì che la struttura del film SEI sia poco stabile e non saldamente attaccata alla superficie dell'elettrodo negativo. Al contrario, a bassa densità di corrente, la velocità di formazione dei nuclei cristallini è lenta e la struttura del film SEI è più densa. Tuttavia, un film SEI con una struttura allentata può infiltrare una maggiore quantità di elettrolita, cosicché la conduttività ionica del film SEI formato in condizioni di alta densità di corrente è maggiore di quella del film SEI formato in condizioni di bassa densità di corrente.
Tensione di taglio della formazione: Con il procedere della carica, la tensione interna della batteria aumenta, accompagnata dalla generazione di gas. Una volta che il tasso di produzione di gas è superiore al tasso di scarico del foro di iniezione del liquido, il gas si accumulerà tra i separatori all'interno della batteria, causando un contatto non uniforme tra il separatore e la superficie dell'elettrodo negativo, influenzando così il processo di incorporazione degli ioni di litio sulla superficie dell'elettrodo negativo. Pertanto, riducendo opportunamente la tensione di formazione è possibile migliorare l'efficienza di prima carica e scarica della batteria, ridurre la resistenza interna della batteria e migliorare le prestazioni del ciclo della batteria.
Temperatura di formazione: Da un lato, la temperatura influisce sulla velocità di formazione e sulla composizione del film SEI; dall'altro, alcuni componenti del film SEI si decompongono ad alte temperature, causando la rottura del film SEI, che consumerà ulteriormente il litio per formare un nuovo film SEI.
Pressione esterna: Durante il processo di formazione si genera del gas. Se il gas non viene eliminato in tempo, la distanza di trasmissione degli ioni di litio aumenterà , l'impedenza aumenterà e la capacità di carica della batteria diminuirà . L'aggiunta di un'adeguata pressione di laminazione durante la carica può contribuire all'eliminazione del gas, non solo aumentando la capacità di formazione della batteria, ma anche migliorando significativamente la velocità e le prestazioni del ciclo della batteria.
Processo di test di formazione della batteria
- Il primo passo è l'ibernazione della batteria.
- Il secondo passo è la ricarica a corrente costante.
Caricare a corrente costante 0,02C per 270 minuti. Lo scopo della carica a bassa corrente è quello di migliorare la qualità e l'interfaccia del film SEI. Tuttavia, il film SEI formato è instabile e reagisce facilmente con i prodotti di decomposizione precedenti. Per stabilizzare il film SEI è necessaria un'ulteriore carica. - Il terzo passo è l'ibernazione della batteria.
Lo scopo è far sì che le due cariche abbiano un processo di conversione e ottenere l'effetto di eliminare la polarizzazione; - Fase 4: carica a corrente costante
Caricare a 3,95 V a 0,1 C. Dopo la formazione del film SEI, caricare con una corrente leggermente maggiore. In questo modo non solo si risparmia tempo, ma si forma anche un film SEI denso con una migliore stabilità termica. A questo punto, il film SEI unisce l'elettrolita e la grafite. Completamente separati, solo gli ioni possono passare allo strato di grafite. Tuttavia, in questo momento la tensione non può essere caricata in modo eccessivo, perché potrebbe causare la precipitazione del litio.
Nella produzione di fornitori top bessSolo le celle di accumulo di energia che superano i test di formazione delle batterie possono essere trasportate in tutto il mondo.
+86 - 18925002618
