Ličio baterijų formavimo-senėjimo proceso analizė ir santrauka

Ličio jonų baterijų gamyba yra glaudžiai susijęs proceso etapų procesas. Apskritai ličio baterijų gamyba apima polių dalių gamybos procesą, baterijų surinkimo procesą ir galutinį skysčio įpurškimą, sandarinimą, susidarymą ir senėjimo procesą. Trijų etapų procese kiekvienas procesas gali būti suskirstytas į kelis pagrindinius procesus, o kiekvienas žingsnis turės didelį poveikį galutiniam akumuliatoriaus veikimui.

Polių dalies gamybos procese jis gali būti suskirstytas į penkis procesus: srutų paruošimas, srutų danga, stulpo riedėjimo, polių pjovimo ir polių dalies džiovinimas. Akumuliatoriaus surinkimo procese, atsižvelgiant į skirtingas baterijų specifikacijas, jis gali būti maždaug padalintas į vyniojimo, korpuso, suvirinimo ir kitus procesus. Užbaigus surinkimą, skysčio įpurškimo procesas apima skysčio įpurškimą ir sandarinimą. Paskutinis yra trijų etapų procesas baterijos formavimo, senėjimo, ir pajėgumų atskyrimas. Po to, kai baterija yra pagaminta, baterija turi būti iš anksto aktyvuota ir stabilizuota pirmą kartą, ty galutinis formavimo-senėjimo-tūrinis procesas.

1. Formavimas

Išankstinio formavimo koncepcija yra įkrauti ir iškrauti pagamintą ličio jonų bateriją su maža srove. Baigus ličio akumuliatoriaus gamybą, akumuliatorių reikia įkrauti ir iškrauti su nedidele srove. Kalbant apie išankstinio įkrovimo tikslą, daugiausia yra du:

1). Pagaminus bateriją, elektrodo medžiaga nėra geriausios taikomos būklės arba fizinės savybės yra netinkamos (pvz., dalelės yra per didelės, kontaktas nėra uždarytas ir tt) arba pati fazė yra neteisinga (pvz., kai kurie metalo oksido neigiami lydinio mechanizmo elektrodai), ją reikia aktyvuoti pirmuoju įkrovimu ir iškrova.

2). Per pirmąjį ličio akumuliatoriaus įkrovą Li+ pašalinamas iš teigiamo elektrodo veikliosios medžiagos, o praėjęs per elektrolitų diafragmos elektrolitą, jis įterpiamas tarp neigiamo elektrodo grafito medžiagos sluoksnių. Šiame procese elektronai migruoja iš teigiamo poliaus į neigiamą polių išilgai periferinės grandinės. Šiuo metu, dėl mažo potencialo ličio jonų įterpiamas į grafito anodą, elektronai pirmiausia reaguoja su elektrolitu generuoti SEI plėvelę ir kai dujų.

Šio proceso metu bus generuojamos kai kurios dujos ir suvartojama nedidelis elektrolitų kiekis. Kai kurie baterijų gamintojai atliks akumuliatoriaus išmetimo ir papildymo operacijas po šio proceso. Ypač LTO baterijoms bus sukurtas didelis dujų kiekis ir baterija išsipūtusi. Storis viršija 10%. Grafito neigiamo elektrodo atveju pagamintų dujų kiekis yra mažas, ir nereikia atlikti varginančių operacijų. Taip yra todėl, kad SEI plėvelė, pagaminta per pirmąjį įkrovimo procesą, trukdo tolesnei elektronų reakcijai su elektrolitu ir nebegaminami. Tai yra negrįžtamos grafito sistemos baterijos talpos šaltinis. Nors tai sukelia negrįžtamą pajėgumo praradimą, jis taip pat daro baterija stabili.

2. Senėjimas

Senėjimas paprastai reiškia baterijos vietą po pirmojo papildymo ir formavimo po to, kai baterija yra surinkta ir suleista. Tai gali būti senėjimas kambario temperatūroje arba aukštoje temperatūroje. Abi šios funkcijos yra padaryti savybes ir sudėtį SEI plėvelės suformuota po pradinio įkrovimo ir formavimo stabilesnis ir užtikrinti stabilumą baterijos elektrocheminių charakteristikų. Yra trys pagrindiniai senėjimo tikslai:

1). Po to, kai baterija buvo iš anksto formavimo procesą, tam tikras SEI plėvelės kiekis bus suformuotas ant grafito neigiamo elektrodo baterijos viduje, tačiau šis filmas turi kompaktišką struktūrą ir mažas poras. Iš akumuliatoriaus senėjimo aukštoje temperatūroje padės SEI struktūra pertvarkyti ir formuoti laisvas poras Filmas.

2). Akumuliatoriaus įtampa yra nestabilioje stadijoje po formavimosi, o jo įtampa yra šiek tiek didesnė už realią įtampą. Senėjimo tikslas yra padaryti savo įtampą tikslesnę ir stabilesnę.

3). Patalpinus bateriją aukštoje temperatūroje arba esant normaliai temperatūrai tam tikrą laiką, galima užtikrinti, kad elektrolitas gali visiškai įsiskverbti į polių gabalus, o tai naudinga akumuliatoriaus veikimo stabilumui.

Akumuliatoriaus formavimosi ir senėjimo procesas yra būtinas. Faktinėje gamyboje akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesas parenkamas pagal medžiagos sistemą ir akumuliatoriaus konstrukcinę sistemą, tačiau akumuliatoriaus susidarymas turi būti įkrautas ir iškraunamas esant žemai srovei. Po šių dviejų pagrindinių procesų stabilizuotas akumuliatorius yra padalintas į talpą, o akumuliatorius gali būti išleistas po pakavimo ir kitų procesų.