Årsakene til batterideformasjon og utvidelse etter sykling
Globalt anerkjent litiumpolymerbatteriselskap-JXBT
Etter sykling er årsakene til batterideformasjon og utvidelse:
Utvidelsen av polstykket er hovedsakelig delt inn i fysisk og kjemisk ekspansjon;
1. Fysisk ekspansjon:
Årsaksanalyse av viklingscelle:
Etter å ha blitt revet eller syklet i flere uker, deformeres det mellomstore-og-lite, kronglete litiumpolymerbatteriet i tykkelsen. Etter at batteriet er ladet og utladet, på grunn av deformasjonen av materialet (hovedsakelig polstykket og isolasjonsfilmen), er det indre laget av cellen for lite i hjørnet, og spenningskonsentrasjonen genereres langs cellens bredde, som igjen får cellepolstykket til å vri seg og cellen bøyes og deformeres;
2. Kjemisk ekspansjon:
Den kjemiske årsaken manifesteres som utvidelsen av polstykket;
Litium-ionbatteriets celletykkelse økes under lading, noe som hovedsakelig skyldes utvidelsen av den negative elektroden. Den positive elektrodens ekspansjonshastighet er bare 2 ~ 4%, og den negative elektroden er vanligvis sammensatt av grafitt, bindemiddel og ledende karbon. Ekspansjonshastigheten til selve grafittmaterialet når 10%. Hovedfaktorene som påvirker endringen av grafittens negative elektrodeekspansjonshastighet inkluderer: SEI-filmdannelse, ladningstilstand (SOC) og andre faktorer.
(en). SEI-filmdannelse: Under den første ladningen og utladningen av litiumionbatterier gjennomgår elektrolytten en reduksjonsreaksjon ved grafittpartiklene ved det faste-væskegrensesnittet, og danner et passiveringslag (SEI-film) som dekker overflaten av elektrodematerialet. Genereringen av SEI-film gjør at anodetykkelsen øker betydelig, og på grunn av SEI-filmen økte tykkelsen på cellen med ca. 4%. Fra perspektivet til den langsiktige syklusprosessen, i henhold til den fysiske strukturen og spesifikke overflaten til forskjellig grafitt, vil syklusprosessen skje oppløsningen av SEI og den dynamiske prosessen med ny SEI-produksjon. For eksempel har flakgrafitt en større ekspansjonshastighet enn sfærisk grafitt.
(b). I løpet av syklusen til den ladede tilstandscellen har volumutvidelsen av grafittanoden og cellen SOC et godt periodisk funksjonsforhold, det vil si at litiumioner kontinuerlig er innebygd i grafitten (cellens SOC øker), utvides volumet gradvis Når litiumioner frigjøres fra grafittanoden, reduseres cellens SOC gradvis og avtar gradvis.
(c). (3) Fra perspektivet til materialets komprimeringstetthet har komprimeringstettheten en større innvirkning på grafittanoden. Under kaldpressing av polstykket genereres en stor trykkspenning i grafittanodefilmlaget. Denne spenningen bakes ved høy temperatur i det påfølgende polstykket. Det er vanskelig å frigjøre prosessen helt. Når batteriet lades og utlades syklisk, på grunn av samspillet mellom litiumioninnsetting og -ekstraksjon, elektrolyttsvelling av limet og andre faktorer, frigjøres membranspenningen i løpet av syklusen og ekspansjonshastigheten øker. På den annen side bestemmer komprimeringstettheten størrelsen på porevolumet til anodemembranlaget. Porevolumet i membranlaget er stort, noe som effektivt kan absorbere det utvidede volumet til polstykket. Porevolumet er lite. Når polstykket utvider seg, er det ikke nok plass til å absorbere ekspansjonen. Det genererte volumet kan på dette tidspunktet bare utvide seg til utsiden av membranlaget, som uttrykkes som volumutvidelsen av anodeplaten.
(d). Andre faktorer: limstyrken til limet (klebestyrken til grensesnittet mellom limet, grafittpartikler, ledende karbon og strømkollektor), ladnings- og utladningshastighet, svellingsevnen til limet og elektrolytten, formen på grafittpartiklene Dens bulktetthet av stoffet som forårsakes av bruddet og poløkningen i adhesivet. syklus har en viss effekt på anodeutvidelsen.
Beregning av ekspansjonshastighet:
(Batteritykkelse etter ekspansjon-Batteritykkelse før ekspansjon)/Batteritykkelse før ekspansjon * 100 %
Ekspansjonskoeffisienten er de fysiske egenskapene til batteriet, og sykluslevetiden er den elektrokjemiske egenskapen. Det er ingen direkte sammenheng mellom de to. Sykluslevetiden refererer til antall ganger batteriet kan brukes gjentatte ganger.
Testkravene for syklusen: 1C lade- og utladningsstrøm, 300 sykluser, batteriet ikke lekker, ingen brann, ingen eksplosjon, og batterikapasiteten Større enn eller lik 80%, som viser kvalifisert.
Med tanke på det endelige produktet, hvis batteriutvidelsen ikke påvirker bruken av produktet (for eksempel fører batteriutvidelsen ikke til at huset til produktet utvides/deformeres), og etter at syklusen oppfyller ulike spesifikasjoner, kan batteriet brukes normalt;
