El impacto de las condiciones de formación en el rendimiento de la batería

En el proceso de fabricación de baterías de iones de litio, la formación es una procedencia crítica Este artículo analiza el impacto de las condiciones de formación (por ejemplo, corriente de formación, voltaje de formación, temperatura de formación y presión externa) en el rendimiento de la batería, incluida la resistencia interna, la capacidad y la vida útil del ciclo Tob New Energy brindar máquina de formación de baterías de varias especificaciones para satisfacer las necesidades de producción de la investigación de laboratorio de baterías y líneas de producción de baterías.

La formación realiza el proceso de carga inicial después de la electroliteinyección y el reposo, durante el cual se formó la capa de interfase de electrolitos sólidos (SEI) Las variaciones en los protocolos de formación dan como resultado que seilayers ligeramente diferentes La morfología de la capa SEI afecta directamente el rendimiento celular, la capacidad de la velocidad de tales, la estabilidad de alto voltaje y particularmente la vida del ciclo

A continuación se muestra un análisis adaptado de cómo las condiciones de formación influyen en el rendimiento de la célula:

1 Formación Current

Los estudios muestran que las densidades actuales de la corta facilitan la formación de una capa SEI robusta La seiformación implica dos etapas: nucleación y crecimiento Las altas densidades de corriente acaloran la nucleación, lo que lleva a una estructura de SEI porosa con mala adhesión a la superficie de la teanode Por el contrario, las bajas densidades de corriente lenta la nucleación, produciendo una capa SEI adensadora Sin embargo, un SEI poroso puede infiltrarse mejor en el electrolito, lo que resulta en una mayor conductividad iónica en comparación con la SEI formada bajo bajas dines de corriente

Los métodos de precarga de corriente de tradición ayudan a formar una SEI estable y densa, pero la carga de baja corriente, aumenta la impedancia SEI, impactando negativamente la capacidad de los tasas y la vida del ciclo Además, el tiempo de prolongación de formación de baja corriente, reduciendo la eficiencia de fabricación Para abordar esto, se ha propuesto un protocolo de formación de Stepwisecurrente durante la fase de corriente constante (CC) Este enfoque reduce la polarización, mejora la capacidad de carga, acorta el tiempo de formación y mejora la eficiencia

Figura 1 (a) Formación SEI en superficies de grafito durante la formación y (b) el efecto de la densidad de la corriente de formación en la estructura SEI

2 FormationVoltage

Los diferentes voltajes de formación afectan significativamente las condiciones de la superficie del electrodo, la resistencia interna y el rendimiento del ciclo Por ejemplo, un estudio que comparó los recortes de 3 5 V y 4 2 V encontró que un límite de 4 2 V produjo una mayor carga de cargas, pero 4 1% de eficiencia de descarga de carga más baja que 3 5 V Las baterías formadas a 4 2 V exhibieron una mayor resistencia de electrodo y ciclo más rápido

3 Statef Charge (SOC)

SOC es un parámetro crítico en la optimización de la formación Junto con el voltaje de carga/descarga, variando los niveles de SOC durante el envejecimiento inducen diferentes grados de reactividad, alterando las propiedades de SEI y, en última instancia, el rendimiento de la batería Los resultados experimentales indican que el 25% SOC conduce a una mayor impedancia y una menor retención de capacidad antes y después del envejecimiento El protocolo óptimo implica cobrar al 100% de SOC, descargar al 25% de SOC (es decir, manteniendo el 75% de SOC), seguido de la temperatura ambiente del envejecimiento Este método logra la capacidad de descarga inicial más alta y la retención de capacidad

4 Formación Temperatura

Para las baterías de iones de polimerlitio, la formación de alta temperatura promueve una seiformación más completa y mejora la humectabilidad del separador, reduciendo la generación de gases Sin embargo, la formación de baja temperatura favorece la reducción de la sal de litio más lenta, habilitada por la deposición de SEI ordenada y densa, que extiende la vida útil del ciclo Mientras que las capas SEI de alta temperatura exhiben una mayor conductividad iónica, su institución debido a la disolución acelerada y el rendimiento de la cointercalación del solvente La mayoría de los fabricantes adoptan el envejecimiento de alta temperatura (30 ● 60 ° C) para mejorar el ciclo y el rendimiento de almacenamiento

5 Presión externa

La formación de la generación de gases aumenta la distancia entre los electrodos, alargando las rutas de iones de iones de Li y aumentando la impedancia, reduciendo así la capacidad Aplicación de la presión moderada elimina el gas, garantiza un contacto de electrodo ajustado, minimiza la deformación y mejora la capacidad de formación, la capacidad de velocidad y la vida útil del ciclo El análisis post mortem revela que la presión insuficiente provoca un revestimiento de litio en el ánodo, mientras que la presión óptima evita tales defectos

Resumen:

El proceso de formación juega un papel decisivo en el rendimiento de la batería de iones de litio La corriente de formación de optimización, el voltaje, la temperatura y la presión externa son las propiedades cruciales de la batería Sin embargo, los ajustes de parámetros individuales producen mejoras limitadas Una estrategia de optimización holística es esencial para maximizar el rendimiento de la cerveza.