Razlozi deformacije i ekspanzije baterije nakon ciklusa
Globalno poznata kompanija za litijum-polimer baterije-JXBT
Nakon ciklusa, razlozi za deformaciju i proširenje baterije:
Ekspanzija stuba se uglavnom dijeli na fizičku i kemijsku ekspanziju;
1. Fizička ekspanzija:
Analiza razloga ćelije za namotavanje:
Nakon nekoliko sedmica na rešetki ili ciklusu, litijum-polimerska baterija srednje{0}}i-male veličine namotaja se deformiše na način debljine. Nakon što se baterija napuni i isprazni, zbog deformacije materijala (uglavnom stuba i izolacijskog filma), unutarnji sloj ćelije je premali na uglu, a koncentracija naprezanja se stvara duž širine ćelije, što zauzvrat uzrokuje uvijanje stupa ćelije i savijanje i deformaciju ćelije;
2. Hemijska ekspanzija:
Hemijski razlog se manifestuje kao širenje stuba;
Debljina ćelije litijum{0}}ionske baterije se povećava tokom punjenja, što je uglavnom zbog širenja negativne elektrode. Brzina širenja pozitivne elektrode je samo 2~4%, a negativna elektroda se obično sastoji od grafita, veziva i provodnog ugljika. Stopa ekspanzije samog grafitnog materijala dostiže 10%. Glavni faktori koji utječu na promjenu brzine ekspanzije negativne elektrode grafita uključuju: formiranje SEI filma, stanje naelektrisanja (SOC) i druge faktore.
(a). Formiranje SEI filma: Tokom prvog punjenja i pražnjenja litijum-jonskih baterija, elektrolit prolazi kroz reakciju redukcije na česticama grafita na sučelju čvrste-tečnosti, formirajući pasivacijski sloj (SEI film) koji pokriva površinu materijala elektrode. Generiranje SEI filma značajno povećava debljinu anode, a zbog SEI filma debljina ćelije se povećava za oko 4%. Iz perspektive dugotrajnog ciklusa-procesa, prema fizičkoj strukturi i specifičnoj površini različitog grafita, ciklusni proces će se desiti otapanjem SEI i dinamičkim procesom nove proizvodnje SEI. Na primjer, grafit u listićima ima veću brzinu ekspanzije od sfernog grafita.
(b). Tokom ciklusa ćelije napunjenog stanja, proširenje zapremine grafitne anode i ćelije SOC imaju dobar odnos periodične funkcije, to jest, kako su litijevi joni kontinuirano ugrađeni u grafit (SOC ćelije se povećava), zapremina se postepeno širi Kada se litijevi joni oslobađaju iz grafitne anode, grafita se postepeno smanjuje zapremina ćelije i odgovara postepenom smanjenju zapremine SOC. smanjuje se.
(c). (3) Iz perspektive gustine sabijanja materijala, gustina sabijanja ima veći uticaj na grafitnu anodu. Tokom hladnog presovanja stubnog dijela, u sloju grafitne anode stvara se veliko tlačno naprezanje. Ovaj napon se peče na visokoj temperaturi u sljedećem stupu. Teško je potpuno osloboditi proces. Kada se baterija puni i prazni ciklički, zbog interakcije umetanja i ekstrakcije litijum jona, bubrenja elektrolita lepka i drugih faktora, membranski stres se oslobađa tokom ciklusa i povećava se brzina ekspanzije. S druge strane, gustoća zbijanja određuje veličinu volumena pora sloja anodne membrane. Zapremina pora u sloju membrane je velika, što može efikasno apsorbovati prošireni volumen stuba. Volumen pora je mali. Kada se stub širi, nema dovoljno prostora da apsorbuje ekspanziju. Generirani volumen se u ovom trenutku može proširiti samo na vanjsku stranu membranskog sloja, što je izraženo kao proširenje volumena anodnog lista.
(d). Ostali faktori: adhezivna čvrstoća ljepila (adhezivna čvrstoća međupovršine između ljepila, čestica grafita, provodljivog ugljika i strujnog kolektora), brzina punjenja i pražnjenja, sposobnost bubrenja ljepila i elektrolita, oblik čestica grafita, njegova nasipna gustina i povećanje volumena polomnog dijela koji je uzrokovano kvarom elementa, utiču na određeni učinak kvara adheziva. ekspanzija.
Izračun stope ekspanzije:
(Debljina baterije nakon proširenja-Debljina baterije prije proširenja)/Debljina baterije prije proširenja * 100%
Koeficijent ekspanzije je fizička karakteristika baterije, a vijek trajanja je elektrohemijska karakteristika. Ne postoji direktna veza između njih dvoje. Životni vijek se odnosi na broj puta kada se baterija može više puta koristiti.
Zahtjevi ispitivanja za ciklus: 1C struja punjenja i pražnjenja, 300 ciklusa, baterija ne curi, nema požara, nema eksplozije i kapacitet baterije veći ili jednak 80%, što pokazuje kvalifikovanost.
S obzirom na konačni proizvod, ako proširenje baterije ne utječe na korištenje proizvoda (na primjer, proširenje baterije ne uzrokuje proširenje/deformiranje kućišta proizvoda), a nakon što ciklus ispuni različite specifikacije, baterija se može normalno koristiti;
