Lityum pilinin iç direncini etkileyen ana faktörler

Lityum pil kullanıldığında, pilin performansı sürekli olarak bozulur, esas olarak kapasite bozulması, iç direnç artışı, güç düşüşü vb.Batarya iç direncinin değişimi sıcaklıktan etkilenir.Bu nedenle, bu makale, özellikle batarya yapısı tasarımının yönlerinden, batarya iç direncini etkileyen faktörleri açıklıyor.hammadde performansı, işleme süreci ve kullanım koşulları.

Yapısal tasarım etkisi

Batarya yapısı tasarımında, batarya yapısının kendisinin nitlenmesi ve kaynaklanmasına ek olarak,Batarya direği kulağının boyutu ve konumu doğrudan bataryanın iç direncini etkiler.Bir dereceye kadar, kutup kulaklarının sayısını artırmak, bataryanın iç direncini etkili bir şekilde azaltabilir.Pozitif ve negatif elektrot plaka başındaki kutup kulak pozisyonu en büyük iç direnç vardır, ve bobinli bataryayla karşılaştırıldığında, katmanlı batarya paralel olarak düzinelerce küçük bataryaya eşittir ve iç direnci daha küçüktür.

Hammaddelerin performans etkisi

1 Pozitif ve negatif elektrot aktif malzemesi

Lityum bataryadaki katot malzemesi, daha çok lityum bataryasının performansını belirleyen Li depolama tarafıdır.Katot malzemesi, ağırlıklı olarak kaplama ve doping yoluyla parçacıklar arasındaki elektron iletkenlik kapasitesini artırırÖrneğin, Ni ile doping yaptıktan sonra, P-O bağının gücü arttırılır, LiFePO4 / C'nin yapısı dengelenir ve kristal hücre hacmi optimize edilir.katot malzemesinin yük aktarımı impedansını etkili bir şekilde azaltabilen.

Ve elektrokimyasal termal çiftleme modelinin simülasyon analizi, etkinleştirme kutuplaşmasının büyük artışının, özellikle de negatif elektrot etkinleştirme kutuplaşmasının,ciddi kutuplaşmanın ana nedeniNegatif elektrot parçacık boyutunu azaltmak, negatif elektrot katı faz parçacık boyutu yarıya düştüğünde negatif elektrot aktivasyon kutuplaşmasını % 45 oranında etkili bir şekilde azaltabilir.Bu yüzden...Batarya tasarımı açısından, pozitif ve negatif elektrot malzemesinin kendisinin iyileştirilmesi de gereklidir.

2- Şef.

Grafit ve karbon siyah, iyi performansları nedeniyle lityum pil alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.pozitif elektrot katılan karbon siyah iletken maddenin batarya oranı performansı daha iyidir, grafit iletken maddenin bir levha parçacığı morfolojisine sahip olması nedeniyle, gözenek sarma katsayısı büyük oranın altında,Li sıvı faz difüzyon süreci boşaltma kapasitesini sınırlayan bir fenomen ortaya çıkması kolay.. CNT'li batarya daha az iç direnci vardır, çünkü grafit / karbon siyah ve aktif malzeme temas noktası ile karşılaştırıldığında,lifli karbon nanotubu aktif maddeyle doğrudan temas halinde, bu da pilin arayüz impedansını azaltabilir.

Üç sıvı olayı

Sıvı kolektörü ve aktif madde arasındaki arayüz direncini azaltmak ve aralarındaki bağ gücünü iyileştirmek, lityum pilin performansını iyileştirmek için önemli bir araçtır.Alüminyum folyo yüzeyindeki iletken karbon kaplama ve alüminyum folyonun korona tedavisi, pilin arayüz impedansını etkili bir şekilde azaltabilirSıradan alüminyum folyo ile karşılaştırıldığında, karbon kaplı alüminyum folyo kullanımı, pilin iç direncini yaklaşık % 65 oranında azaltabilir.ve kullanım sürecinde pil artışını azaltabilir.

Corona ile tedavi edilen alüminyum folyoun AC iç direnci yaklaşık %20 azaltabilir. Genellikle kullanılan 20% ~ 90% SOC aralığında,DC iç direnç küçüktür ve artış, boşaltma derinliği arttıkça yavaş yavaş küçülür..

4 Diyafram

Pilin içindeki iyon iletkenliği, elektrolitteki Liyon iyonlarının diyafragma gözeneklerinden yayılmasına bağlıdır.Diyaframın nem emici kapasitesi iyi bir iyon akışı kanalı oluşturmanın anahtarıdırDiyaframın daha yüksek sıvı emişi ve gözenekli yapısı olduğunda, iletkenliği artırabilir, pil impedansını azaltabilir ve pilin çarpan performansını artırabilir.Sıradan temel zar ile karşılaştırıldığında, seramik diyafragma ve kaplı diyafragma, diyafragmanın yüksek sıcaklıklarda daralma direncini büyük ölçüde iyileştirmekle kalmayıp,aynı zamanda diyaframın sıvı emişliği ve ıslatma kapasitesini arttırır.PP diyaframına SiO2 seramik kaplama eklemek, diyaframın sıvı emici hacmini% 17 oranında artırabilir.1 m PVDF-HFP'yi PP / PE kompozite diafragma üzerine boyayarak diafragma aspiratını % 70'ten % 82'ye yükseltti., hücre iç direnci % 20' den fazla azalmıştır.

Süreç faktörlerinin etkisi

1 Pulpa

Çamur kapanırken çamur dağılımının tekdüzeliği, iletken maddenin etkin maddeye ve onunla yakın temas halinde eşit şekilde dağılmasını etkiler.Bataryanın iç direncine bağlıdır.Yüksek hızlı dispersiyonu arttırarak, çamur dispersiyonunun tekdüzeliği iyileştirilebilir ve pilin iç direnci ne kadar küçükse, o kadar küçük olur.Elektroddaki iletken ajanın dağılım tekdüzeliği iyileştirilebilir ve elektrokimyasal kutuplaşma.

2 Tu kumaş

Yüz yoğunluğu pil tasarımının anahtar parametrelerinden biridir.aşırı tek taraflı yoğunluğu artırmak sıvının ve diafragmanın toplam uzunluğunu azaltmak zorundaBu nedenle, belirli bir aralık içinde, yüzey yoğunluğunun artmasıyla birlikte, pilin iç direnişi azalır.Kaplama ve kurutma sırasında, çözücü moleküllerinin göçü fırının sıcaklığı ile yakından ilişkilidir, bu da doğrudan elektroddaki bağlayıcı ve iletken maddenin dağılımını etkiler.Ve sonra elektrodun içinde iletken ızgara oluşumunu etkiler.Bu nedenle, kaplama ve kurutma sıcaklığı da pilin performansını optimize etmek için önemli bir süreçtir.

3 Yuvarlama basıncı

Bataryanın iç direnci, yoğunluk arttıkça bir dereceye kadar azalır. Çünkü yoğunluk arttıkça,ham madde parçacıkları arasındaki mesafe azalır., parçacıklar arasındaki temas ne kadar fazla olursa, daha fazla iletkenli köprü ve kanallar, pil impedansı azalır.Farklı rulo basınç kalınlığı, pilin iç direnci üzerinde büyük bir etkiye sahiptirRol basıncı kalınlığı büyük olduğunda, aktif madde ve toplama sıvısı arasındaki temas direnci, aktif malzemenin sıkıca yuvarlanamaması nedeniyle artar.ve bataryanın iç direnişi artıyor..Ve batarya döngüsünden sonra büyük rulo basınç kalınlığı ile batarya pozitif elektrot yüzeyi çatlaklar üretir,Elektrot plakanın yüzey aktif maddesi ile sıvı kolektörü arasındaki temas direncini daha da artıracaktır.

4Kutup tabakası dönüş süresi

Farklı tutma süresi pozitif plakanın iç direncini etkiler.Bataryanın iç direnci, lityum demir fosfat karbon kaplamasının etkisi nedeniyle yavaşça artar.Tutma süresi daha uzun olduğunda (23 saatten fazla), lityum demir fosfat ve suyun reaksiyonu ve yapışkanın bağlanması önemli ölçüde artar.kutup levhasının döngü süresi gerçek üretim sırasında sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir..

5 Enjeksiyon

Elektrolitin iyonik iletkenliği, pilin iç direncini ve çarpan özelliklerini belirler.Elektrolitin iletkenliği çözücü viskozluk aralığına ters orantılıdır, ve ayrıca lityum tuz konsantrasyonu ve aniyon boyutu tarafından da etkilenir.Sıvı enjeksiyon miktarı ve sıvı enjeksiyonundan sonraki enfiltrasyon süresi de bataryanın iç direncini doğrudan etkiler.Daha az miktarda sıvı enjeksiyonu veya yetersiz sızma süresi, pilin büyük bir iç direncine neden olur ve böylece pilin kapasitesini etkiler.

Koşul efektlerini kullanın

1 sıcaklık

Sıcaklığın iç direncin büyüklüğüne etkisi açıktır. Sıcaklık ne kadar düşükse, batarya içindeki iyon iletimi de o kadar yavaş olur.Bataryanın iç direnci ne kadar büyükse,Pil impedansı, vücut faz impedansı, SEI membran impedansı ve şarj transferi impedansı olarak bölünebilir.Vücut faz impedansı ve SEI membran impedansı esas olarak elektrolit iyonik iletkenliği tarafından etkilenir., ve düşük sıcaklıkta değişim eğilimi elektrolit iletkenliği değişim eğilimi ile tutarlıdır.Düşük sıcaklıkta vücut faz impedansı ve SEI zar direnci artışı ile karşılaştırıldığında, şarj reaksiyon impedansı, sıcaklık artışının azalmasıyla birlikte daha belirgindir.Bataryanın toplam iç direncindeki yük reaksiyon impedansı oranı neredeyse %100'e ulaşır..

2 SOC

Akü farklı SOC'deyken, iç direnç boyutu aynı değildir, özellikle DC direnişi aküün güç performansını doğrudan etkiler.Batarya performansını gerçek durumda yansıtan: Lityum pil DC direnci, pil boşaltma derinliği DOD'nin artmasıyla birlikte artıyor, boşaltma aralığı direnci boyutunun% 10~80%'inde temelde değişmiyor,Genellikle derin boşaltma derinliği iç direnç önemli ölçüde arttı.

3 Depolama

Lityum iyonlu pilin depolama süresi arttıkça, pil yaşlanmaya devam eder ve iç direnci sürekli artar.Çeşitli lityum batarya türleri farklı derecede iç direnç değişikliğine sahiptir9-10 aylık uzun bir depolama süresinden sonra, LFP pillerinin iç direnç artış hızı, NCA ve NCM pillerinden daha yüksektir.İç direncin artış hızı, depolama süresi ile ilişkilidir.Stroe ve arkadaşları, 24 ila 36 ay boyunca LFP / C pilleri arasındaki ilişkiyi ölçtüler (aşağıdaki gibi):

Özellikle, K'da sıcaklık, yüzde olarak SOC ve aylardaki zaman.

4 tekrarı

Depolama veya dolaşımda olsun, sıcaklığın pilin iç direncine etkisi tutarlıdır, döngü sıcaklığı ne kadar yüksekse, iç direncin artış hızı o kadar büyüktür.Farklı döngü aralıkları, pilin iç direnci üzerinde farklı etkilere sahiptir.Şarj ve boşaltma derinliği arttıkça, bataryanın iç direnişi artar.ve iç direncin artışı yük ve boşaltma derinliğinin güçlendirilmesine orantılıdır..

Şarj ve boşaltma derinliğinin etkisinin yanı sıra, şarj voltajı da etkilenir: çok düşük veya çok yüksek şarj voltajı sınırı, elektrot arayüzünün impedansını,Zheng, LFP / C pilinin en iyi şarj voltajının 3 olduğunu gösterdi..9~4.3V, deneyler çok düşük sınır voltajının pasifleşme filmi oluşturamayacağını gösterdi.ve çok yüksek voltaj sınırı LiFePO4 elektrot yüzey oksidasyon parçalanması düşük iletkenlik ürünü elektrolit yol açacaktır.

5 Diğerleri

Araç lityum bataryası kaçınılmaz olarak pratik uygulamada kötü yol koşullarına maruz kalacaktır.Ancak çalışma, uygulama sürecinde lityum pilin titreşim ortamının lityum pilin iç direncine neredeyse hiçbir etkisi olmadığını buldu..

İç direnç, lityum iyonunun güç performansını ölçmek ve pil ömrünü değerlendirmek için önemli bir parametredir.Akülerin çarpıcı performansı ne kadar kötü olursa, ve depolama ve geri dönüşümde ne kadar hızlı arttıkça. İç direnç, pil yapısı, pil malzeme özellikleri ve üretim süreciyle ilgilidir.ve çevresel sıcaklık ve şarj durumunda değişikliklerBu nedenle, düşük iç dirençli pillerin geliştirilmesi, pilin güç performansını iyileştirmenin anahtarıdır.ve bu büyük pratik önem içeride batarya ömrü direncinin değişim yasasını yönetmek için