Årsagerne til batterideformation og udvidelse efter cykling
Globalt anerkendt lithium polymer batterivirksomhed-JXBT
Efter cykling er årsagerne til batterideformation og udvidelse:
Polstykkets ekspansion er hovedsageligt opdelt i fysisk og kemisk ekspansion;
1. Fysisk ekspansion:
Årsagsanalyse af viklingscelle:
Efter at være blevet revet eller cyklet i flere uger, deformeres det mellemstore-og-små størrelse snoede lithiumpolymerbatteri i tykkelsen. Efter at batteriet er opladet og afladet, på grund af deformationen af materialet (hovedsageligt polstykket og isolationsfilmen), er cellens indre lag for lille i hjørnet, og spændingskoncentrationen genereres langs cellens bredde, hvilket igen får cellepolstykket til at vride sig og cellen til at bøje og deformere;
2. Kemisk ekspansion:
Den kemiske årsag kommer til udtryk som udvidelsen af polstykket;
Lithium-ion-batteriets celletykkelse øges under opladning, hvilket primært skyldes udvidelsen af den negative elektrode. Den positive elektrodeudvidelseshastighed er kun 2 ~ 4%, og den negative elektrode er normalt sammensat af grafit, bindemiddel og ledende kulstof. Ekspansionshastigheden af selve grafitmaterialet når op på 10%. De vigtigste faktorer, der påvirker ændringen af grafit-negative elektrodeudvidelseshastigheden, omfatter: SEI-filmdannelse, ladningstilstand (SOC) og andre faktorer.
(en). SEI-filmdannelse: Under den første opladning og afladning af lithium-ion-batterier gennemgår elektrolytten en reduktionsreaktion ved grafitpartiklerne ved den faste-væskegrænseflade, der danner et passiveringslag (SEI-film), der dækker overfladen af elektrodematerialet. Genereringen af SEI-film gør, at anodetykkelsen stiger markant, og på grund af SEI-filmen steg cellens tykkelse med omkring 4%. Fra perspektivet af den langsigtede cyklusproces, i henhold til den fysiske struktur og specifikke overflade af forskellig grafit, vil cyklusprocessen ske opløsningen af SEI og den dynamiske proces med ny SEI-produktion. For eksempel har flagegrafit en større ekspansionshastighed end sfærisk grafit.
(b). Under cyklussen af den ladede tilstandscelle har volumenudvidelsen af grafitanode og celle-SOC et godt periodisk funktionsforhold, det vil sige, da lithiumioner kontinuerligt er indlejret i grafitten (cellens SOC øges), udvides volumenet gradvist. Når lithiumioner frigives fra grafitanoden, falder cellens SOC gradvist og falder gradvist.
(c). (3) Set fra materialets komprimeringstæthed har komprimeringsdensiteten en større indvirkning på grafitanoden. Under koldpresningen af polstykket genereres en stor trykspænding i grafitanodefilmlaget. Denne spænding bages ved høj temperatur i det efterfølgende polstykke. Det er vanskeligt helt at slippe processen. Når batteriet oplades og aflades cyklisk, på grund af samspillet mellem lithium-ion-indføring og -ekstraktion, elektrolyt-hævelse af klæbemidlet og andre faktorer, frigives membranspændingen under cyklussen, og ekspansionshastigheden stiger. På den anden side bestemmer komprimeringsdensiteten størrelsen af porevolumenet i anodemembranlaget. Porevolumenet i membranlaget er stort, hvilket effektivt kan absorbere polstykkets udvidede volumen. Porevolumenet er lille. Når polstykket udvider sig, er der ikke plads nok til at absorbere ekspansionen. Det genererede volumen kan på dette tidspunkt kun udvides til ydersiden af membranlaget, hvilket udtrykkes som volumenudvidelsen af anodepladen.
(d). Andre faktorer: klæbemidlets klæbestyrke (klæbestyrken af grænsefladen mellem klæbemidlet, grafitpartikler, ledende kulstof og strømopsamler), ladnings- og afladningshastighed, klæbemidlets og elektrolyttens kvældningsevne, grafitpartiklernes form, dets bulk-volumen og stigningen i svigten af stoffet, der forårsages af stoffet. cyklus har en vis effekt på anodeudvidelsen.
Beregning af ekspansionshastighed:
(Batteritykkelse efter ekspansion-Batteritykkelse før ekspansion)/Batteritykkelse før ekspansion * 100 %
Ekspansionskoefficienten er batteriets fysiske egenskaber, og cykluslevetiden er den elektrokemiske egenskab. Der er ingen direkte sammenhæng mellem de to. Cykluslevetiden refererer til det antal gange, batteriet kan bruges gentagne gange.
Testkravene til cyklussen: 1C lade- og afladningsstrøm, 300 cyklusser, batteriet ikke lækker, ingen brand, ingen eksplosion og batterikapaciteten Større end eller lig med 80%, hvilket viser kvalificeret.
I betragtning af det endelige produkt, hvis batteriudvidelsen ikke påvirker brugen af produktet (f.eks. forårsager batteriudvidelsen ikke, at produktets hus udvider/deformerer kabinettet), og efter at cyklussen opfylder forskellige specifikationer, kan batteriet bruges normalt;
