Einfluss des Bildungsprozesses der Lithiumeisenphosphatbatterie auf ihre Leistung
Aug 25, 2020
Die Bildung ist ein wichtiger Prozess im Produktionsprozess von Lithiumbatterien. Während der Bildung wird eine Passivierungsschicht auf der Oberfläche der negativen Elektrode gebildet, dh dem Festelektrolyt-Grenzflächenfilm (SEI-Film). Die Qualität des SEI-Films beeinflusst die Lebensdauer, Stabilität und die elektrochemischen Eigenschaften wie Selbstentladung und Sicherheit erfüllen die Anforderungen von&"wartungsfreies GG". zur Sekundärbatteriedichtung. Der durch verschiedene chemische Umwandlungsprozesse gebildete SEI-Film ist jedoch unterschiedlich, und die Auswirkungen auf die Batterieleistung sind ebenfalls sehr unterschiedlich.
Das herkömmliche Niedrigstrom-Vorladeverfahren hilft, einen stabilen SEI-Film zu bilden, aber ein Langzeit-Niedrigstrom-Laden erhöht die Impedanz des gebildeten SEI-Films, wodurch die Entladungsrate der Lithiumionenbatterie und die lange beeinflusst werden Die Prozesszeit beeinflusst die Produktionseffizienz. Unterschiedliche Lithiumbatteriesysteme haben unterschiedliche Bildungsprozesse. Dieser Artikel analysiert Lithiumeisenphosphat-Batteriesysteme.
Der Bildungsprozess des Lithiumeisenphosphatsystems wird üblicherweise wie folgt gewählt:
Ladestrom 0,05 ° C ~ 0,2 ° C, Abschaltspannung 3,6 ~ 3,7 V, Ladeschaltstrom 0,025 ° C ~ 0,05 ° C, nach längerem Stehenlassen (10 bis 20 Minuten), 0,1 bis 0,2 ° C auf 2,5 V entladen, Stehen für einen Zeitraum (20 -60min). Bei verschiedenen Lade- und Entlademechanismen beeinflusst der Unterschied im Ladestrom die Bildung und Qualität von SEI, und die Standzeit und der Ladeschaltstrom beeinflussen die Prozesszeit der Batteriebildung.
Der Batteriebildungsprozess des Lithiumeisenphosphatsystems muss eine geeignete Abschaltspannung auswählen. Aus der Materialkristallstruktur kann, wenn die Ladespannung größer als 3,7 V ist, die Gitterstruktur des Lithiumeisenphosphats beschädigt werden, wodurch die Zyklusleistung der Batterie beeinträchtigt wird. Die Ergebnisse des partiellen Innenwiderstandsexperiments und der SEM-Beobachtung der Polstücke beweisen auch, dass die folgenden Schlussfolgerungen richtig sind:
1. Durch geeignetes Verringern der Formationsspannung und Verringern der Formationszeit kann die Erzeugung von Lithiumausfällung auf der Oberfläche der negativen Elektrode wirksam verringert werden, so dass eine glattere Oberfläche der negativen Elektrode erhalten werden kann. Dies liegt daran, dass bei hoher Formationsspannung die Gasproduktionsrate in der Batterie so schnell ist, dass das Gas in der Batterie nicht rechtzeitig entladen werden kann, was sich auf der Oberfläche der Membran ablagert und das Kontaktgleichgewicht zwischen der Membran und der Batterie beeinflusst die negative Elektrode. Bei der Lithiumionenextraktion verursacht das Ungleichgewicht des Kontakts zwischen den beiden in einigen Bereichen ein übermäßiges Einbringen von Lithiumionen, wodurch die Oberfläche der negativen Elektrode uneben wird und schließlich die Batterieleistung beeinträchtigt wird.
2. Nach dem Batterie-Innenwiderstandstest nach der Formation wird festgestellt, dass eine angemessene Verringerung der Formationsspannung und der Formationszeit den Innenwiderstand der Batterie verringern kann. Der hohe Innenwiderstand, der durch die hohe chemische Umwandlungsspannung verursacht wird, hängt auch mit der unebenen Oberfläche der negativen Elektrode und der Bildung weißer Flecken zusammen. Da es sich bei den weißen Flecken um Lithiumverbindungen handelt, ist die elektrische Leitfähigkeit schlecht, sodass der Innenwiderstand der Batterie&zu groß ist.
3. Durch angemessenes Reduzieren der Formationsspannung im Design des Formationsprozesses kann die erste Lade- und Entladekapazität der Batterie erhöht und die Zyklusleistung der Batterie verbessert werden. Eine zu hohe Formationsspannung kann leicht zur Ablagerung von Lithium und seinen Verbindungen auf der Oberfläche der negativen Elektrode führen, wodurch die irreversible Kapazität der Batterie erhöht wird, was zwangsläufig die Kapazität der Batterie beeinträchtigt. Aufgrund des Vorhandenseins von Lithium und seinen Verbindungen nimmt die Kapazität der Batterie während des Lade- und Entladezyklus ab. Schnell und beeinträchtigt die Lebensdauer des Akkus.