ظرفیت سلول پایین یک قضاوت بصری است که بر اساس مقایسه ظرفیت تخلیه پس از تشکیل با مقدار طراحی است. اگر ظرفیت اندازه گیری شده در زیر مشخصات طراحی قرار بگیرد ، اولین قدم تأیید این است که آیا پارامترهای فرآیند تشکیل به درستی تنظیم شده است (به عنوان مثال ، جریان تخلیه ، مدت زمان بار ، ولتاژ برش و دمای تشکیل).
① اگر مراحل تشکیل صحیح تأیید شده است ، سلول را با استفاده از تجهیزات جایگزین یا کانال ها دوباره امتحان کنید تا مشکلات احتمالی با سیستم تشکیل را رد کنید.
② اگر ظرفیت پس از تعویض تجهیزات طبیعی باقی بماند ، تجهیزات اصلی تشکیل معیوب است.
③ اگر مسئله کم ظرفیت پس از آزمایش مجدد ادامه یابد ، سلول تأیید می شود که ظرفیت کم واقعی را نشان می دهد.
پس از تأیید ظرفیت پایین ، برای تعیین فرکانس و شدت آن ، تجزیه و تحلیل بیشتر لازم است. قبل از تجزیه و تحلیل ریشه سیستماتیک ، سلولهای کاملاً کم ظرفیت را از هم جدا کرده و بازرسی کنید. در صورت عدم مشاهده ناهنجاری ، علل بالقوه ممکن است شامل وزن کافی برای پوشش الکترود مثبت یا حاشیه طراحی ناکافی باشد. در صورت تشخیص نقص ، باید مسائل مربوط به طراحی یا ساخت در نظر گرفته شود.
تجزیه و تحلیل علت اصلی: دیدگاه های طراحی و ساخت
I. عوامل مرتبط با طراحی
1. سازگاری مواد
سازگاری بین الکترود منفی و الکترولیت به طور انتقادی بر ظرفیت تأثیر می گذارد. برای مواد آند یا الکترولیت های تازه معرفی شده ، آبکاری لیتیوم مکرر مشاهده شده در طول آزمایش به شدت نشان دهنده عدم تطابق مواد است. مکانیسم های عدم تطابق بالقوه عبارتند از:
① لایه SEI SEI ضعیف شکل ، بیش از حد ضخیم یا ناپایدار در طول شکل گیری.
② PC (کربنات پروپیلن) در الکترولیت که باعث لایه برداری گرافیت می شود.
③ چگالی/تراکم تراکم الکترود بیش از حد طراحی شده مانع از قابلیت بار/تخلیه با نرخ بالا.
2. حاشیه طراحی ظرفیت
ظرفیت خاص الکترود مثبت: طراحی باید تحمل پوشش ، خطاهای تجهیزات تشکیل و از بین رفتن ظرفیت از چسبندگی برگه را به خود اختصاص دهد. برای مواد جدید ، ظرفیت خاص قابل دستیابی را در زیر سیستم داده شده (جفت شدن آند/الکترولیت) به طور دقیق ارزیابی کنید. توجه داشته باشید که ظرفیت خاص با نرخ تشکیل ، جریان قطع بار ، نرخ دوچرخه سواری و فرمولاسیون الکترولیت متفاوت است. بیش از حد ارزیابی ظرفیت الکترود مثبت منجر به مقادیر طراحی متورم و سلولهای واقعی با ظرفیت کم می شود.
مقدار بیش از حد الکترود منفی و مقدار CB: بارگذاری بیش از حد الکترود منفی در ابتدا استفاده از الکترود مثبت را 1-2 ٪ افزایش می دهد اما فراتر از حد بهینه ، مصرف بیش از حد لیتیوم برگشت ناپذیر در طول تشکیل SEI باعث کاهش ظرفیت تخلیه چرخه اول می شود.
3. پر کردن و نگهداری الکترولیت
پر کردن الکترولیت کافی باعث کاهش بازده لیتیوم- یون می شود. سلولهایی با احتباس الکترولیت ناکافی ، الکترودهای خشک و آبکاری لیتیوم نازک را در سطح آند نشان می دهند و مستقیماً به از بین رفتن ظرفیت کمک می کنند.
ii. عوامل مرتبط با تولید
1.
پوشش کم وزن الکترودهای مثبت/منفی به طور مستقیم باعث کاهش ظرفیت می شود. برای الکترودهای مثبت ، وزن پوشش را از طریق تجزیه و تحلیل گرانشی پس از خشک کردن تأیید کنید. ضخامت پوشش غیر یکنواخت ("پوشش یین یانگ") ، به ویژه زیر پوشش الکترود منفی ، یکی دیگر از مشارکت کنندگان است. پوشش بیش از حد الکترودهای مثبت ممکن است ظرفیت خاص را کاهش دهد اما اغلب ظرفیت کل را افزایش می دهد.
2. بیش از حد در هنگام تقویم
عملکرد بیش از حد به ساختار ماده فعال آسیب می رساند ، که توسط سطوح الکترود براق مشهود است. در کاتدها ، این باعث اختلال در لیتیوم تخریب می شود. در آندها ، آبکاری لیتیوم سطح و ظرفیت محو شدن را القا می کند.
3. تحمل مونتاژ
تراز الکترود ضعیف ، چین و چروک جداکننده یا میکرو کوتاه مدت داخلی امپدانس محلی و ظرفیت تخریب را افزایش می دهد. جداکننده های چروکیده باعث ایجاد ناقص لیتیوم (ظاهر آند غیر گولدن) در مناطق آسیب دیده می شوند.
4. کنترل محتوای رطوبت
سطح رطوبت بالا (از الکترودها ، الکترولیت ، نقطه شبنم دستکش نامناسب یا فرآیندهای جداسازی) باعث واکنش های جانبی و از دست دادن ظرفیت می شود.
5. کنترل های زیست محیطی
رطوبت بالا واکنش های هیدرولیز را تسریع می کند ، در حالی که دمای پایین مانع انتشار لیتیوم یون می شود ، هر دو ظرفیت را کاهش می دهند. انحراف دما تشکیل نیز بر دقت اندازه گیری ظرفیت تأثیر می گذارد.
6. عوامل دیگر
آلودگی خارجی: ناخالصی های فلزی/مغناطیسی باعث افزایش خود تخفیف می شوند و منجر به ایجاد ظرفیت پایین پس از شکل گیری می شوند.
ذخیره سازی قبل از شکل گیری: ذخیره طولانی مدت تحت درجه حرارت/رطوبت بالا ، الکترودها و الکترولیت ها را کاهش می دهد و باعث از بین رفتن ظرفیت می شود.
ⅲ پایان
با بررسی سیستماتیک این عوامل از سازگاری مواد و حاشیه های طراحی برای کنترل و شرایط محیطی-علت اصلی ظرفیت پایین را می توان به طور مؤثر شناسایی و مورد بررسی قرار داد.
انرژی جدید توبپیشرفته را فراهم می کندتست کننده باتریبه مهندسان و محققان توانمندسازی کنید تا از طریق اندازه گیری های دقیق و آزمایش های کنترل شده ، بینش های جامع در مورد عملکرد باتری را باز کنند. با استفاده از آنالایزر ظرفیت باتری ما ، قابلیت های ذخیره انرژی را با دقت درجه آزمایشگاهی کم کنید.
