Analisi e sintesi del processo di invecchiamento della formazione delle batterie al litio

La produzione di batterie agli ioni di litio è un processo strettamente collegato di fasi di processo. Nel complesso, la produzione di batterie al litio include il processo di produzione del pezzo di palo, il processo di assemblaggio della batteria e il processo finale di iniezione di liquido, sigillatura, formazione e invecchiamento. Nel processo in tre fasi, ogni processo può essere suddiviso in diversi processi chiave e ogni fase avrà un grande impatto sulle prestazioni finali della batteria.

Nel processo di produzione del pezzo di palo, può essere suddiviso in cinque processi: preparazione dei liquami, rivestimento dei liquami, rotolamento di pezzi di palo, taglio di pezzi di palo e asciugatura del pezzo di palo. Nel processo di assemblaggio della batteria, secondo le diverse specifiche della batteria, può essere suddiviso approssimativamente in avvolgimento, involucro, saldatura e altri processi. Il processo di iniezione liquida dopo il completamento dell'assemblaggio include l'iniezione di liquido e la tenuta. L'ultimo è il processo in tre fasi di formazione della batteria, invecchiamento e separazione della capacità. Dopo la produzione della batteria, la batteria deve essere pre-attivata e stabilizzata per la prima volta, vale a dire il processo finale di formazione-invecchiamento-volumetrico.

1. Formazione

Il concetto di pre-formazione è quello di caricare e scaricare la batteria agli ioni di litio fabbricata con una piccola corrente. Una volta completata la produzione della batteria al litio, la batteria deve essere caricata e scaricata con una piccola corrente. Per quanto riguarda lo scopo della precazione, ci sono principalmente due:

1). Dopo la produzione della batteria, il materiale dell'elettrodo non è nel miglior stato applicabile, o le proprietà fisiche sono inadeguate (ad esempio, le particelle sono troppo grandi, il contatto non è vicino, ecc.), o la fase stessa non è corretta (ad esempio, alcuni elettrodi negativi di ossido di metallo del meccanismo di lega), deve essere attivata con la prima carica e scarico.

2). Durante la prima carica della batteria al litio, Li s'è rimosso dal materiale attivo dell'elettrodo positivo e, dopo essere passato attraverso l'elettrolita-diaframma-elettrolita, viene inserito tra gli strati del materiale di grafite dell'elettrodo negativo. In questo processo, gli elettroni migrano dal polo positivo al polo negativo lungo il circuito periferico. In questo momento, a causa del basso potenziale degli ioni di litio inseriti nell'anodo di grafite, gli elettroni reagiranno prima con l'elettrolita per generare pellicola SEI e del gas.

Durante questo processo, verrà generato del gas e verrà consumata una piccola quantità di elettrolita. Alcuni produttori di batterie eseguiranno le operazioni di scarico e ricarica della batteria dopo questo processo. Soprattutto per le batterie LTO, verrà generata una grande quantità di gas e la batteria si rigonfia. Lo spessore supera il 10%. Per l'elettrodo negativo di grafite, la quantità di gas prodotta è piccola ed è inutile eseguire il funzionamento dell'esaurimento. Questo perché la pellicola SEI prodotta durante il primo processo di ricarica ostacola l'ulteriore reazione degli elettroni con l'elettrolita, e non viene prodotto più gas. Questa è la fonte della capacità irreversibile della batteria del sistema di grafite. Anche se provoca una perdita irreversibile di capacità, rende anche la batteria stabile.

2. Invecchiamento

L'invecchiamento si riferisce generalmente al posizionamento della batteria dopo la prima ricarica e formazione dopo che la batteria è stata assemblata e iniettata. Può essere invecchiamento a temperatura ambiente o ad alta temperatura. Entrambe queste funzioni sono per rendere le proprietà e la composizione della pellicola SEI formata dopo la ricarica iniziale e la formazione più stabile e garantire la stabilità delle prestazioni elettrochimiche della batteria. Ci sono tre scopi principali di invecchiamento:

1). Dopo che la batteria ha subito il processo di pre-formatura, una certa quantità di pellicola SEI si formerà sull'elettrodo negativo di grafite all'interno della batteria, ma questa pellicola ha una struttura compatta e piccoli pori. L'invecchiamento della batteria ad alte temperature aiuterà la struttura SEI a riorganizzare e formare pori sciolti Il film.

2). La tensione della batteria è in uno stadio instabile dopo la formazione e la sua tensione è leggermente superiore alla tensione reale. Lo scopo dell'invecchiamento è quello di rendere la sua tensione più accurata e stabile.

3). Posizionare la batteria ad alta temperatura o a temperatura normale per un certo periodo di tempo può garantire che l'elettrolita possa infiltrarsi completamente nei pezzi del palo, il che è vantaggioso per la stabilità delle prestazioni della batteria.

Il processo di formazione e invecchiamento della batteria è indispensabile. Nella produzione effettiva, la carica della batteria e il processo di scarico vengono selezionati in base al sistema materiale e al sistema strutturale della batteria, ma la formazione della batteria deve essere caricata e scaricata in condizioni di bassa corrente. Dopo questi due processi chiave, la batteria stabilizzata viene divisa in capacità e la batteria può essere rilasciata dopo l'imballaggio e altri processi.