Капацитетът е първото свойство на батерията,клетки от литиева батерияниският капацитет също е често срещан проблем при пробите, масовото производство, как незабавно да се анализират причините за възникналите проблеми с нисък капацитет, днес да ви запозная какви са причините за клетките на литиевата батерия с нисък капацитет?
Съвпадението на материалите, особено между катода и електролита, има значително влияние върху капацитета на клетката. За нов катод или нов електролит, ако многократните тестове разкрият нисък капацитет на утаяване на литий всеки път, когато клетката се тества, тогава е много вероятно самите материали да не съвпадат. Несъответствието може да се дължи на това, че SEI филмът, образуван по време на образуването, не е достатъчно плътен, твърде дебел или нестабилен, или PC в електролита, който кара графитния слой да се отлепи, или конструкцията на клетката не може да се адаптира към голям заряд/ скорости на изхвърляне поради прекомерно уплътняване на повърхностната плътност.
Диафрагмите също са влиятелен фактор, който може да причини нисък капацитет.Установихме, че диафрагмите, навити на ръка, създават бръчки в надлъжна посока в средата на всеки слой, където литият не е достатъчно вграден в отрицателния електрод и по този начин засяга капацитета на клетката с около 3%. Въпреки че другите два модела използват полуавтоматично навиване, когато набръчкването на диафрагмата е много по-малко и влиянието върху капацитета е само 1%, това не е основание за прекратяване на употребата на диафрагмата.
Неадекватните граници на проектирането на капацитет също могат да доведат до нисък капацитет. Поради въздействието на покритието на положителния и отрицателния електрод, грешката на делителя на капацитета и въздействието на лепилото върху капацитета, важно е да се предвиди определен запас от капацитет при проектирането. При проектирането на границата на капацитета е възможно да се остави излишък след изчисляване на капацитета на ядрото с всички процеси точно в средната линия или да се изчисли излишъкът, след като всички фактори, влияещи върху капацитета, са възникнали на долната граница. За нови материали е важна точната оценка на луфтовете на катода в тази система. Коефициентът на частичния капацитет, токът на прекъсване на заряда, коефициентът на зареждане/разреждане, видът на електролита и т.н., всички влияят върху луфтовете на катодния грам. Ако проектната стойност на положителното представяне в грам е изкуствено висока, за да се постигне целевият капацитет, това също се равнява на неадекватен проектен капацитет. Няма нищо нередно в интерфейса на клетката, нито има нещо нередно в общите данни за процеса, но капацитетът на клетката е нисък. Следователно, новите материали трябва да бъдат оценени за точна грамажа на катода, тъй като един и същ катод няма да има същия грамаж като всеки катод или електролит.
Излишният отрицателен електрод също може да повлияе до известна степен на работата на положителния електрод, като по този начин повлияе на капацитета на клетката. Отрицателното претоварване не е „стига да няма утаяване на литий“. Ако отрицателното претоварване се увеличи до долната граница на нелитиевото преципитационно претоварване, ще има 1% до 2% увеличение на положителното представяне на грама, но дори и да се увеличи, отрицателното претоварване все още е достатъчно, за да гарантира, че изходният капацитет е възможно най-висок. Когато излишъкът на отрицателния електрод е твърде голям, положителният електрод ще играе по-малка роля, защото е необходим повече необратим литий за химията, но разбира се вероятността това да се случи е почти никаква.
Когато обемът на инжектираната течност е по-малък, съответният обем на задържане на течността също ще бъде по-малък. Когато обемът на задържане на течност в клетката е нисък, тогава ефектът от вграждането и изваждането на литиеви йони в положителните и отрицателните електроди ще бъде засегнат, като по този начин ще се задейства нисък капацитет. Въпреки че ще има по-малък натиск върху разходите и процесите с по-нисък обем на инжектиране, предпоставката за намаляване на обема на инжектиране трябва да бъде, че това не влияе на производителността на клетката. Разбира се, понижаването на нивото на пълнене само ще увеличи вероятността от нисък капацитет поради недостатъчно задържане на течност в клетката, но не е неизбежна последица. В същото време, колкото по-трудно е да се абсорбира течност, толкова повече трябва да има излишен електролит, за да се осигури по-добър контакт с електрода по време на намокряне с електролит. Недостатъчното задържане на клетките ще доведе до изсъхване на положителните и отрицателните електроди и тънък слой литиева утайка върху отрицателния електрод, което може да бъде фактор за нисък капацитет поради лошо задържане.
Леко покритият положителен или отрицателен електрод може директно да причини сърцевина с нисък капацитет. Когато положителният електрод е леко покрит, интерфейсът на напълно заредената сърцевина няма да бъде необичаен. Отрицателният електрод, като реципиент на литиеви йони, трябва да осигури по-голям брой вградени литиеви позиции от броя на източниците на литий, осигурени от положителния електрод, в противен случай излишъкът от литий ще се утаи върху повърхността на отрицателния електрод, което ще доведе до тънък слой на по-равномерно утаяване на литий. Както бе споменато по-горе, тъй като теглото на отрицателния електрод не може да бъде взето директно от теглото на изпичане на сърцевините, така че може да се направи друг експеримент, за да се намери съотношението на увеличаване на теглото на отрицателния електрод, за да се изведе теглото на покритието чрез теглото на изпичане на отрицателния електродни сърцевини. Ако отрицателният електрод на сърцевината с нисък капацитет има тънък слой литиева утайка, вероятността от недостатъчен отрицателен електрод е голяма. Освен това катодната страна на покритието на катода или отрицателния електрод също може да причини нисък капацитет, а едностранното покритие на отрицателния електрод е предимно леко, защото дори ако покритието на положителния електрод е тежко, въпреки че грам игра ще бъде намалена, но общият капацитет ще не се намалява, а може дори да се увеличи. Ако отрицателният електрод е покрит на грешното място, директно сравнение на относителните съотношения на теглото на единичната и двойната страна след изпичане, стига данните да са подобни на страна А е с 6% по-лека от покритието на страна В, може основно определяне на проблема, разбира се, ако проблемът с ниския капацитет е много сериозен, е необходимо допълнително да се обърне действителната повърхностна плътност на страната A/B. Ако проблемът с ниския капацитет е сериозен, е необходимо да се направи допълнително заключение за действителната плътност на страната A/B. Валцоването разрушава структурата на материала, което от своя страна се отразява на капацитета. Молекулярната или атомна структура на даден материал е основната причина, поради която той има свойства като капацитет, напрежение и т.н. Когато плътността на ролките на положителния електрод надвиши стойността на процеса, положителният електрод ще свети много ярко, когато сърцевината се демонтира. Ако уплътняването на положителния електрод е твърде голямо, парчето положителен електрод лесно се счупва след навиване, което също ще доведе до нисък капацитет. Въпреки това, тъй като уплътняването на положителния електрод ще доведе до счупване на полюсния накрайник веднага щом бъде сгънат, самата ролкова преса с положителен електрод изисква много натиск, така че честотата на среща с уплътняване на положителния електрод е много по-ниска от уплътняването на отрицателния електрод. Когато отрицателният електрод се уплътни, върху повърхността на отрицателния електрод ще се образува лента или блок от литиеви утайки и количеството течност, задържано в сърцевината, ще бъде значително намалено.
Ниският капацитет може да бъде причинен и от прекомерно съдържание на вода. Нисък капацитет е възможен, когато водното съдържание на електрода преди пълнене, точката на оросяване на жабката преди пълнене, водното съдържание на електролита надвишава стандарта или когато се въведе влага в деаерираното второ уплътнение. Необходими са следи от вода за образуването на сърцевината, но когато водата надвиши определена стойност, излишната вода ще повреди SEI филма и ще консумира литиевите соли в електролита, като по този начин ще намали капацитета на сърцевината. Съдържанието на вода надвишава стандарта на клетката пълен заряд отрицателен курс малко парче тъмно кафяво.
Време на публикуване: 16 август 2022 г