欧美亚洲国产日韩熟女_国产精品户外野外亚洲AV成人亚洲精品国产原创电影在线|人妻系列无码专区久久五月

網(wǎng)站地圖|收藏本站|在線留言|騰訊博客|新浪博客您好,歡迎來到鳳谷官網(wǎng)!

鳳谷

新型燒結技術突破者Regenerative furnace expert

全國咨詢電話0510-88818999

更少能源更多能量
當前位置:首頁 » 鳳谷資訊中心 » 行業(yè)資訊 » 鋰電池生產(chǎn)過程中哪些因素影響電池內阻?

鋰電池生產(chǎn)過程中哪些因素影響電池內阻?

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2020-04-13 10:03【

鋰電池生產(chǎn)的最后一道工序是對鋰電池進行分級、篩選,以保證組成電池模組的電池一致性好,電池模組的性能優(yōu)異。眾所周知,使用一致性高的電池組成的模組,使用壽命更長,一致性不好的電池模組由于水桶效應,容易出現(xiàn)過充過放現(xiàn)象,電池壽命衰減加快。例如,電池容量不一致會使電池組各單體電池放電深度不一致。容量較小、性能較差的電池將提前達到滿充電狀態(tài),造成容量大、性能好的電池不能達到滿充電狀態(tài)。電池電壓的不一致將導致并聯(lián)電池組中單體電池互充電,電壓較高的電池將給電壓較低的電池充電,這會加快電池性能的衰減,損耗整個電池組的能量。自放電速率大的電池容量損失大,電池自放電速率的不一致將導致電池荷電狀態(tài)、電壓產(chǎn)生差異,影響電池組的性能。等等這些電池間的差異,長期的使用下去會影響整個模組的使用壽命。


鋰電池生產(chǎn)過程中哪些因素影響電池內阻?

圖1.OCV-工作電壓-極化電壓關系圖


電池的分級、篩選就是為了避免不一致的電池同時流出。其中電池內阻和自放電測試是必檢項。一般來講電池內阻分為歐姆內阻和極化內阻。歐姆內阻由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,包括電子阻抗、離子阻抗以及接觸阻抗。極化內阻是指電化學反應時由極化引起的電阻,包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。電池的歐姆內阻由電池的總電導率決定,電池的極化內阻由鋰離子在電極活性材料中的固相擴散系數(shù)決定??傮w上看來,鋰電池的內阻離不開工藝設計、材料本身、環(huán)境等幾大方面,下面將對其進行分析解讀。


一、工藝設計方面


(1)正、負極配方導電劑含量低,導致電子在材料和集流體間傳輸阻抗大,即電子阻抗高。鋰電池使用過程發(fā)熱就會快。但是,這個是由電池的設計來決定的,例如功率型電池要考慮到倍率性能,就需要導電劑的比例高一點,適合大倍率充放電。容量性電池則考慮容量多一點,正負極材料比例會高一點。都是在電池設計之初就決定的,不能輕易改變。




(2)正、負極配方中粘結劑過多,粘結劑一般是高分子材料(PVDF、SBR、CMC等),絕緣性能較強。原始配比中粘結劑比例高了雖然有利于提高極片的剝離強度,但是對內阻不利。在電池設計時盡量要協(xié)調粘結性和粘結劑用量的關系,這就要將注意力集中在粘結劑的分散上,即漿料制備工藝,盡量保證粘結劑分散均勻。


(3)配料分散不均勻,導電劑未充分分散,未組成良好的導電網(wǎng)絡結構。如圖2所示,其中A為導電劑分散不良的情況,B是分散良好的情況。導電劑添加量相同時,攪拌工藝的變化會影響到導電劑的分散,對于電池的內阻影響較大。


鋰電池生產(chǎn)過程中哪些因素影響電池內阻?

圖2.導電劑分散不良(A)導電劑分散均勻(B)


(4)粘結劑溶解不完全,有部分膠團顆粒存在,導致電池內阻高。無論是干混、半干混抑或濕混工藝,都要求粘結劑粉末完全溶解,不能過于追求效率,而忽略了粘結劑需要一定時間才能充分溶解的客觀要求。


(5)極片壓實密度會對電池內阻有影響。極片壓實密度小,極片內部顆粒之間孔隙率高,不利于電子的傳輸,電池內阻就高。極片壓實過大時,可能會造成電極粉體顆粒過壓破碎,破碎后電子傳輸路徑變長,反而不利于電池充放電性能。選擇合適的壓實密度很重要。


(6)正負極極耳與集流體焊接不良,出現(xiàn)虛焊,電池內阻高。焊接時要選擇合適的焊接參數(shù),通過DOE來實現(xiàn)焊接參數(shù),如焊接功率、振幅、時間等的最優(yōu),以焊接強度、外觀等來判定焊接的好壞。


(7)卷繞不良或疊片不良,隔膜、正極片、負極片之間的間隙較大,離子阻抗大。


(8)電池電解液未充分浸潤正負極極片、隔膜,電解液設計余量不足,也會導致電池離子阻抗大。


(9)化成工藝不良,石墨負極表面SEI不穩(wěn)定,影響電池內阻。


(10)其它,例如封裝不良、極耳極柱焊接不良、電池漏液、水分含量高等都對鋰電池的內阻有較大影響。


二、材料方面


(1)正負極材料本身電阻大。


(2)隔膜材料影響。例如隔膜厚度、孔隙率大小、孔徑大小等。厚度與內阻有關,越薄內阻越小,從而實現(xiàn)大功率充放電。在一定的機械強度下盡可能小,越厚穿刺強度越好。隔膜孔隙率大小、孔徑大小等與離子傳輸?shù)淖杩褂嘘P??讖教黾与x子阻抗,孔徑太大的話可能無法完全隔離微細的正負極粉末,容易導致短路或被鋰枝晶刺穿發(fā)生短路。


(3)電解液材料影響。電解液的離子電導率、粘度等與離子阻抗有關,離子傳輸阻抗越大,電池內阻就越大,充放電過程中就極化越嚴重。


(4)正極PVDF材料影響。PVDF添加比例高或分子量大時,也會造成鋰電池內阻高。


(5)正極導電劑材料影響。導電劑的種類選擇也比較關鍵,例如SP、KS、導電石墨、CNT、石墨烯等由于形貌不同,用于鋰電池中導電的性能差異比較大,選擇導電率高、且適合使用的導電劑是非常重要的。


(6)正負極極耳材料的影響。極耳厚度薄導電性就差,使用的材料純度不高,導電性也差,電池內阻高。


(7)銅箔被氧化焊接不良,鋁箔材料導電性差或表面有氧化物,這些也會導致電池內阻高。


三、其他方面


(1)內阻測試儀器偏差。儀器要定時校驗,防止儀器不準確造成的測試結果不準。


(2)人為操作不妥造成的電池內阻異常。


(3)生產(chǎn)環(huán)境不佳,例如粉塵、水分控制不嚴格。車間粉塵超標,會導致電池的內阻增大,自放電加重。車間水分高,也會不利于鋰電池性能。


相關資訊