Nizak kapacitet ćelije je intuitivna prosudba koja se temelji na usporedbi kapaciteta pražnjenja nakon formiranja s vrijednošću dizajna. Ako izmjereni kapacitet padne ispod specifikacije dizajna, prvi korak je provjeriti jesu li pravilno postavljeni parametri procesa formiranja (npr. Struja pražnjenja, trajanje naboja, napon odsjeka i temperatura formiranja).
① Ako su koraci formiranja potvrđeni ispravno, ponovno testirajte ćeliju pomoću alternativne opreme ili kanala kako biste isključili potencijalne probleme sa sustavom formiranja.
② Ako kapacitet ostane normalan nakon zamjene opreme, izvorna oprema za formiranje je neispravna.
③ Ako se pitanje slabog kapaciteta i dalje pojavljuje nakon ponovnog testiranja, potvrđuje se da ćelija pokazuje istinski niski kapacitet.
Nakon potvrde niskog kapaciteta, potrebna je daljnja analiza kako bi se utvrdila njegova učestalost i ozbiljnost. Prije sustavne analize uzroka korijena, rastavite i pregledajte potpuno nabijene stanice niskog kapaciteta. Ako se ne nađu nenormalnosti, potencijalni uzroci mogu uključivati nedovoljnu pozitivnu masu premaza elektroda ili neadekvatnu maržu dizajna. Ako se otkriju nedostaci, treba razmotriti probleme dizajniranja ili proizvodnje.
Analiza uzroka uzroka: perspektive dizajna i proizvodnje
I. Faktori povezani s dizajnom
1. Kompatibilnost materijala
Kompatibilnost između negativne elektrode i elektrolita kritički utječe na kapacitet. Za novo uvedene anodne materijale ili elektrolite, ponovljeno litijsko oblaganje opaženo tijekom ispitivanja snažno ukazuje na neusklađenost materijala. Mehanizmi potencijalnog neusklađenosti uključuju:
① loše formiran, pretjerano gust ili nestabilan SEI sloj tijekom formiranja.
② PC (propilen karbonat) u elektrolitu koji uzrokuje grafitni piling.
③ Prekomjerna dizajnirana gustoća arealne gustoće/sabijanje elektroda koja ometa mogućnost visokog naboja/pražnjenja.
2. margina dizajna kapaciteta
Kapacitet specifičnog za pozitivnu elektrodu: Dizajn mora uzeti u obzir tolerancije premaza, pogreške opreme za formiranje i gubitak kapaciteta od adhezije s karticama. Za nove materijale točno procijenite ostvarivi specifični kapacitet u danom sustavu (uparivanje anode/elektrolita). Imajte na umu da specifični kapacitet varira od brzine formiranja, struje odsječenja naboja, brzine biciklizma i formulacije elektrolita. Precjenjivanje pozitivnog kapaciteta elektrode dovodi do napuhanih vrijednosti dizajna i stvarnih stanica niskog kapaciteta.
Negativni višak elektrode i vrijednost CB: Prekomjerno opterećenje elektroda u početku povećava pozitivno iskorištavanje elektroda za 1–2%, ali izvan optimalnih razina, prekomjerna nepovratna potrošnja litija tijekom stvaranja SEI smanjuje kapacitet pražnjenja prvog ciklusa.
3. Punjenje elektrolita i zadržavanje
Nedovoljna punjenja elektrolita smanjuje litij-ionsku interkaliranje/učinkovitost deinterekacije. Stanice s neadekvatnim zadržavanjem elektrolita pokazuju suhe elektrode i tanku litij obloga na površini anode, izravno doprinoseći gubitku kapaciteta.
Ii. Faktori povezani s proizvodnjom
1. Prevlačenje odstupanja od gustoće arealne gustoće
Prevlačenje pozitivnih/negativnih elektroda izravno uzrokuje nizak kapacitet. Za pozitivne elektrode, potvrdite težinu premaza putem sušinja gravimetrijske analize. Nejednaka debljina prevlačenja ("Yin-Yang premaz"), posebno negativna podloga za proizvodnju elektroda, još jedan je doprinos. Prekoračenje pozitivnih elektroda može smanjiti specifični kapacitet, ali često povećava ukupni kapacitet.
2. Prekomjerna kompakcija tijekom kalendiranja
Prekomjerna kompakcija oštećuje strukturu aktivne materijale, dokazana sjajnim površinama elektroda. U katodama to narušava deinterkalaciju litija; U anodama inducira površinsku litij za oblaganje i kapacitet.
3. Tolerancije na montažu
Loše poravnavanje elektroda, bore za separatore ili unutarnje mikro-kratke povećavaju lokalnu impedanciju i degradiranje kapaciteta. Naborani separatori uzrokuju nepotpunu litij interkaliranje (izgled anode bez ikakvog propusta) u pogođenim regijama.
4. Kontrola sadržaja vlage
Povišena razina vlage (od elektroda, elektrolita, nepravilne točke rosa za rukavice ili procesa degasiranja) pokreću nuspojave i gubitak kapaciteta.
5. Kontrole okoliša
Visoka vlaga ubrzava reakcije hidrolize, dok niske temperature ometaju litij-ionsku difuziju, oba smanjenja kapaciteta. Odstupanja od temperature formiranja također utječu na točnost mjerenja kapaciteta.
6. Ostali čimbenici
Strana kontaminacija: Metalna/magnetska nečistoća povećavaju samo-otpuštanje, što dovodi do očiglednog nakon formiranja niskog kapaciteta.
Skladištenje pred-formacije: produljeno skladištenje pod visokom temperaturom/vlažnim sredstvima degradira elektrode i elektroliti, uzrokujući gubitak kapaciteta.
Ⅲ. Zaključak
Sustavnim istraživanjem ovih faktora s kompatibilnošću i dizajnom materijala za obradu kontrola i okolišnih uvjeta-korijenski uzrok niskog kapaciteta može se učinkovito identificirati i riješiti.
Tob nova energijaPruža naprednoispitivač baterijeOsnaživanje inženjera i istraživača da otključaju sveobuhvatne uvide u performanse baterije preciznim mjerenjima i kontroliranim eksperimentima. Kvantificirajte mogućnosti skladištenja energije s točnošću laboratorijskog razreda pomoću naših analizatora kapaciteta baterije.
