Analyse en samenvatting van het verouderingsproces van lithiumbatterijen

De productie van lithium-ionbatterijen is een nauw met elkaar verbonden proces van processtappen. Over het algemeen omvat de productie van lithiumbatterijen het productieproces van poolstukken, het assemblageproces van de batterij en het uiteindelijke vloeistofinjectie-, afdichtings-, formatie- en verouderingsproces. In het drietrapsproces kan elk proces worden onderverdeeld in verschillende sleutelprocessen, en elke stap heeft een grote invloed op de uiteindelijke prestaties van de batterij.

Bij het fabricageproces van poolstukken kan het worden onderverdeeld in vijf processen: bereiding van slurry, coating van slurry, walsen van poolstukken, snijden van poolstukken en drogen van poolstukken. In het batterijassemblageproces kan het, volgens de verschillende batterijspecificaties, grofweg worden onderverdeeld in wikkeling, behuizing, lassen en andere processen. Het vloeistofinjectieproces nadat de montage is voltooid, omvat vloeistofinjectie en afdichting. De laatste is het driestapsproces van batterijvorming, veroudering en capaciteitsscheiding. Nadat de batterij is vervaardigd, moet de batterij voor de eerste keer worden voorgeactiveerd en gestabiliseerd, dat wil zeggen het laatste formatie-veroudering-volumetrische proces.

1. Vorming

Het concept van voorvorming is om de geproduceerde lithium-ionbatterij met een kleine stroom op te laden en te ontladen. Nadat de productie van de lithiumbatterij is voltooid, moet de batterij met een kleine stroomsterkte worden opgeladen en ontladen. Met betrekking tot het doel van voorladen zijn er hoofdzakelijk twee:

1). Nadat de batterij is vervaardigd, is het elektrodemateriaal niet in de best toepasbare staat, of zijn de fysische eigenschappen ongepast (de deeltjes zijn bijvoorbeeld te groot, het contact is niet dichtbij, enz.), Of de fase zelf is niet correct ( bijvoorbeeld sommige metaaloxide-negatieve elektroden van een legeringsmechanisme), moet deze worden geactiveerd door de eerste lading en ontlading.

2). Tijdens de eerste lading van de lithiumbatterij wordt Li + verwijderd uit het actieve materiaal van de positieve elektrode, en na door het elektrolyt-diafragma-elektrolyt te zijn gegaan, wordt het tussen de lagen van het negatieve elektrode-grafietmateriaal ingebracht. In dit proces migreren elektronen van de positieve pool naar de negatieve pool langs het perifere circuit. Op dit moment, vanwege het lage potentieel van lithiumionen die in de grafietanode zijn ingebracht, zullen de elektronen eerst reageren met de elektrolyt om SEI-film en wat gas te genereren.

Tijdens dit proces wordt er wat gas gegenereerd en wordt een kleine hoeveelheid elektrolyt verbruikt. Sommige batterijfabrikanten zullen na dit proces de batterij leeg laten lopen en opnieuw vullen. Zeker bij LTO-accu's zal er een grote hoeveelheid gas vrijkomen en zal de accu uitpuilen. De dikte is meer dan 10%. Voor de negatieve elektrode van grafiet is de geproduceerde hoeveelheid gas klein, en het is niet nodig om de bewerking uit te voeren. Dit komt doordat de SEI-film die tijdens het eerste oplaadproces wordt geproduceerd, de verdere reactie van elektronen met de elektrolyt belemmert en er geen gas meer wordt geproduceerd. Dit is de bron van de onomkeerbare capaciteit van de grafietsysteemaccu. Hoewel het onomkeerbaar capaciteitsverlies veroorzaakt, maakt het ook de batterij stabiel.

2. Veroudering

Veroudering verwijst doorgaans naar de plaatsing van de batterij na de eerste keer opladen en formeren nadat de batterij is gemonteerd en geïnjecteerd. Het kan verouderen bij kamertemperatuur of hoge temperatuur. Beide functies zijn bedoeld om de eigenschappen en samenstelling van de SEI-film die wordt gevormd na het aanvankelijke opladen en formeren stabieler te maken en om de stabiliteit van de elektrochemische prestaties van de batterij te waarborgen. Er zijn drie belangrijke doelen van veroudering:

1). Nadat de batterij het voorvormingsproces heeft ondergaan, wordt een bepaalde hoeveelheid SEI-film gevormd op de negatieve grafietelektrode in de batterij, maar deze film heeft een compacte structuur en kleine poriën. De veroudering van de batterij bij hoge temperaturen zal helpen om de SEI-structuur te reorganiseren en losse poriën te vormen. De film.

2). De spanning van de batterij bevindt zich na de vorming in een onstabiele fase en de spanning is iets hoger dan de werkelijke spanning. Het doel van veroudering is om de spanning ervan nauwkeuriger en stabieler te maken.

3). Door de batterij gedurende een bepaalde tijd op een hoge of normale temperatuur te plaatsen, kan ervoor worden gezorgd dat de elektrolyt volledig in de poolstukken kan infiltreren, wat de stabiliteit van de batterijprestaties ten goede komt.

Het vormings- en verouderingsproces van de batterij is onmisbaar. Bij de daadwerkelijke productie wordt het laad- en ontlaadproces van de batterij geselecteerd op basis van het materiaalsysteem en het structurele systeem van de batterij, maar de vorming van de batterij moet worden opgeladen en ontladen onder omstandigheden met een lage stroomsterkte. Na deze twee sleutelprocessen wordt de gestabiliseerde batterij opgedeeld in capaciteit en kan de batterij worden vrijgegeven na verpakking en andere processen.