Анализ и обобщение на процеса на стареене на литиевата батерия

Производството на литиево-йонни батерии е тясно свързан процес на етапите на процеса. Като цяло производството на литиеви батерии включва производствен процес на стълбове, процес на сглобяване на батерията и окончателно впръскване на течност, уплътняване, формиране и стареене. В тристепенния процес всеки процес може да бъде разделен на няколко ключови процеса и всяка стъпка ще има голямо влияние върху крайната производителност на батерията.

В производствения процес на полюсната част той може да бъде разделен на пет процеса: подготовка на суспензия, нанасяне на каша, валцуване на полюс, рязане на полюс и изсушаване на полюс. В процеса на сглобяване на батерията, според различните спецификации на батерията, той може грубо да бъде разделен на намотки, корпуси, заваряване и други процеси. Процесът на впръскване на течност след завършване на сглобяването включва впръскване на течност и запечатване. Последният е тристепенен процес на формиране на батерията, стареене и разделяне на капацитета. След като батерията е произведена, батерията трябва да бъде предварително активирана и стабилизирана за първи път, т.е. окончателният процес на стареене-стареене-обем.

1. Формиране

Концепцията за предварително формиране е да се зарежда и разрежда произведената литиево-йонна батерия с малък ток. След като производството на литиевата батерия приключи, батерията трябва да бъде заредена и разредена с малък ток. Що се отнася до целта на предварителното зареждане, има основно две:

1). След производството на батерията материалът на електрода не е в най-доброто приложимо състояние или физическите свойства са неподходящи (например частиците са твърде големи, контактът не е близо и т.н.) или самата фаза е неправилна ( например някои метални оксидни отрицателни електроди от механизма на сплавта), трябва да се активира при първото зареждане и разреждане.

2). По време на първото зареждане на литиевата батерия Li + се отстранява от активния материал на положителния електрод и след преминаване през електролит-диафрагмата-електролит се вкарва между слоевете на графитния материал с отрицателен електрод. В този процес електроните мигрират от положителния към отрицателния полюс по периферната верига. По това време, поради ниския потенциал на литиеви йони, вмъкнати в графитния анод, електроните първо ще реагират с електролита, за да генерират SEI филм и малко газ.

По време на този процес ще се генерира малко газ и ще се консумира малко количество електролит. Някои производители на батерии ще извършват операции по изтощаване и зареждане на батерии след този процес. Специално за LTO батериите ще се генерира голямо количество газ и батерията ще се издуе. Дебелината надвишава 10%. За графитния отрицателен електрод количеството произведен газ е малко и е ненужно да се извършва операцията по изтощаване. Това е така, защото филмът SEI, получен по време на първия процес на зареждане, възпрепятства по-нататъшната реакция на електроните с електролита и не се отделя повече газ. Това е източникът на необратим капацитет на батерията на графитната система. Въпреки че причинява необратима загуба на капацитет, той също така прави батерията стабилна.

2. Стареене

Стареенето обикновено се отнася до поставянето на батерията след първото презареждане и формиране след сглобяване и инжектиране на батерията. Може да остарее при стайна температура или висока температура. И двете функции имат за цел да направят свойствата и състава на SEI филма, образуван след първоначалното зареждане и формиране, по-стабилни и да осигурят стабилност на електрохимичните характеристики на батерията. Има три основни цели на стареенето:

1). След като батерията е преминала през процеса на предварително формоване, върху графитния отрицателен електрод вътре в батерията ще се образува известно количество SEI филм, но този филм има компактна структура и малки пори. Остаряването на батерията при високи температури ще помогне на структурата на SEI да се реорганизира и да образува хлабави пори Филмът.

2). Напрежението на батерията е в нестабилен етап след формирането и нейното напрежение е малко по-високо от реалното напрежение. Целта на стареенето е да направи напрежението му по-точно и стабилно.

3). Поставянето на батерията при висока температура или нормална температура за определен период от време може да гарантира, че електролитът може да проникне напълно в полюсите, което е от полза за стабилността на работата на батерията.

Процесът на образуване и стареене на батерията е незаменим. В действителното производство процесът на зареждане и разреждане на батерията се избира според материалната система и структурна система на батерията, но формирането на батерията трябва да се зарежда и разрежда при условия на слаб ток. След тези два ключови процеса стабилизираната батерия е разделена на капацитет и батерията може да бъде освободена след опаковане и други процеси.