Ličio baterijų formavimo ir talpos padalijimo procesas yra svarbi ličio baterijų gamybos proceso grandis, kuri atlieka itin svarbų vaidmenį užtikrinant baterijų veikimo stabilumą ir nuoseklumą.
1 Cheminis procesas
Cheminė konversija paprastai reiškia proceso priemonių serijos įgyvendinimą pirmą kartą įkrautoje baterijoje, siekiant stabilizuoti jo veikimą, įskaitant mažos srovės įkrovimą ir iškrovimą, pastovią temperatūrą ir tt Pagrindinis tikslas yra suformuoti tankią ir stabilią kieto elektrolito sąsajos plėvelę. (SEI plėvelė) ant neigiamo akumuliatoriaus elektrodo paviršiaus, siekiant pagerinti akumuliatoriaus elektrochemines savybes, pvz., ciklo trukmę, stabilumą, savaiminį išsikrovimą ir saugumą.
Pagrindiniai cheminės konversijos proceso parametrai yra šie:
1. Formavimo srovė:Formavimo srovės dydis ir bangos forma turi didelę įtaką SEI plėvelės susidarymui. Paprastai kalbant, nedidelė srovė naudojama santykinai tankiai SEI plėvelei generuoti, po to įkraunama didesne srove, kad akumuliatorius būtų pritaikytas tikroms didelės srovės darbo sąlygoms ir pašalinami SEI defektai. Formavimo proceso metu reikia tiksliai valdyti įkrovimo ir iškrovimo srovę, kad būtų išvengta SEI plėvelės varžos padidėjimo, kuris gali turėti įtakos ličio jonų akumuliatorių iškrovimo greičiui.
2. Formavimo įtampa:Formavimo įtampos pasirinkimas turi būti nustatytas atsižvelgiant į konkrečią akumuliatoriaus sistemą ir medžiagas. Per didelė įtampa gali sukelti vidinį akumuliatoriaus pažeidimą ir turėti įtakos jo važiavimui dviračiu.
3. Formavimosi temperatūra:Formavimo temperatūra taip pat turi didelę įtaką SEI plėvelės susidarymui ir akumuliatoriaus veikimui. Eksperimentai parodė, kad formavimui tinkamiausia temperatūra yra 20-35 laipsnis , tačiau dauguma ličio jonų baterijų gamintojų formavimui renkasi kiek aukštesnę temperatūrą (30-60 laipsnis), kad pagerintų akumuliatoriaus važiavimo ir saugojimo našumą. . Tačiau per didelė temperatūra taip pat gali sukelti SEI plėvelės ištirpimą ir tirpiklio molekulių įterpimą, sumažinant SEI plėvelės stabilumą.
4. Išorinis slėgis:Formavimo proceso metu taikant tinkamą riedėjimo slėgį, galima žymiai pašalinti akumuliatoriaus generuojamas dujas (organinės medžiagos suyra esant aukštam slėgiui, kad susidarytų dujos), pagerinti akumuliatoriaus formavimo pajėgumą, greitį ir važiavimo ciklą.
Konkretūs cheminės konversijos proceso etapai yra tokie:
1. Viena injekcija:Įšvirkškite elektrolitą į surinktą akumuliatorių. Pirmiausia išimkite akumuliatorių ir palaukite, kol viduje susidarys neigiamas slėgis. Tada atidarykite įpurškimo vožtuvą ir leiskite elektrolitui tekėti į akumuliatorių dėl slėgio skirtumo.
2. Senėjimas aukštoje temperatūroje:Akumuliatorių tam tikram laikui padėkite į aukštos temperatūros patalpą, kad elektrolitas visiškai prasiskverbtų į elektrodų trinkeles ir padėtų pamatą geresnės kokybės SEI plėvelės formavimui ateityje.
3. Cheminės konversijos operacija:Atlikite nedidelės srovės įkrovimo operaciją, kad ant neigiamo elektrodo paviršiaus susidarytų tanki ir stabili SEI plėvelė. Formavimo proceso metu neigiamo slėgio formavimas naudojamas susidariusioms dujoms išgauti, neleidžiant dujoms kauptis elektrodo sąsajoje ir paveikti ličio jonų difuzijos kelią bei SEI plėvelės vienodumą.
4. Antrinė injekcija:Dėl to, kad formavimo procese sunaudojama šiek tiek elektrolito ir dėl to, kad neigiamas slėgis taip pat pašalins dalį elektrolito, reikalingas antrinis įpurškimas. Injekcijos tūris yra palyginti mažas, palyginti su viena injekcija.
2 Padalijimo procesas
Paprastas pajėgumų rūšiavimo supratimas yra pajėgumų rūšiavimas, našumo tikrinimas ir klasifikavimas. Pagrindinis jo tikslas – tikrinti akumuliatorių kokybę, suderinti talpą, subalansuoti įtampą, užtikrinti saugumą ir pagerinti efektyvumą.
Pagrindinis talpos atskyrimo procesas yra atlikti akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo bandymus, suformuojant talpos atskyrimo spintą, gauti tokius parametrus kaip akumuliatoriaus talpa ir vidinė varža bei nustatyti akumuliatoriaus kokybės lygį. Norint užtikrinti bandymo rezultatų tikslumą, talpos padalijimo proceso metu būtina griežtai kontroliuoti įkrovimo ir iškrovimo srovę ir įtampą.
Konkretūs tūrio atskyrimo proceso etapai yra tokie:
1. Išmatuokite OCV:Po antrojo įpurškimo du kartus išmatuokite atviros grandinės įtampą (OCV), kad apskaičiuotumėte aukštos temperatūros K vertę.
2. Aukštos temperatūros K vertės analizė:Išanalizavus K vertės dydį, galima nustatyti, ar akumuliatoriuje nėra mikro trumpojo jungimo reiškinio. Jei K reikšmė per didelė, akumuliatoriuje gali būti mikro trumpasis jungimas ir jį reikia išimti.
3. Pajėgumų padalijimo operacija:Atlikite akumuliatoriaus įkrovos iškrovos testą, kad gautumėte atitinkamus parametrus, pvz., akumuliatoriaus talpą. Remdamiesi bandymo rezultatais, suskirstykite akumuliatorių į skirtingus lygius, pvz., A lygis – didelės talpos ir B – mažos talpos.
4. K vertės matavimas kambario temperatūroje:Padalinę talpą, palikite akumuliatorių kambario temperatūroje tam tikrą laiką (paprastai ne trumpiau kaip 15 dienų) ir išmatuokite K vertę kambario temperatūroje, kai akumuliatoriaus įtampa stabilizuosis. Kambario temperatūros K reikšmė taip pat naudojama kaip parametras, atspindintis akumuliatoriaus savaiminio išsikrovimo greitį ir kitą sugedusių baterijų ekraną.
3 Cheminio atskyrimo įrangos tikslumo reikalavimai
Norint pagerinti ličio baterijų elektrochemines charakteristikas, tokias kaip ciklo trukmė, stabilumas, savaiminis išsikrovimas ir saugumas, būtina griežtai kontroliuoti ličio baterijų nuoseklumą arba tiksliai įvertinti ličio baterijų baterijų klasę. Todėl cheminėje ir talpinėje įrangoje keliami aukšti srovės ir įtampos matavimo tikslumo reikalavimai. Šiuo metu rinkoje esančios cheminės talpos atskyrimo įrangos srovės ir įtampos matavimo tikslumas paprastai yra apie vieną tūkstantąją dalį, o srovės ir įtampos jutiklių tikslumas didesnis nei viena dešimtoji tūkstantoji dalis yra idealus pasirinkimas.
Ličio baterijų formavimo ir talpos padalijimo procesas yra svarbus žingsnis siekiant užtikrinti akumuliatoriaus veikimo stabilumą ir nuoseklumą. Tiksliai kontroliuojant pagrindinius parametrus ir formavimo bei talpos atskyrimo procesų etapus, galima žymiai pagerinti akumuliatoriaus elektrochemines charakteristikas ir saugą.