Почему необходимо старение при производстве аккумуляторов?

Старение — важнейший процесс при производстве литий-ионных-батарей. Сформированные батареи помещают в помещение/инкубатор при определенной температуре (например, 45 градусов) на период времени (например, 1-7 дней). В течение этого периода постоянно отслеживаются изменения напряжения каждой ячейки. По сути, этот процесс стабилизирует производительность батареи и отсеивает некачественные продукты посредством стабилизации (при комнатной или повышенной температуре), а также циклов зарядки и разрядки. Этот шаг необходим по следующим причинам:

1. Стабилизация и восстановление пленки SEI. Во время первоначального заряда (формирования) батареи электролит подвергается реакции восстановления на графитовой поверхности отрицательного электрода, образуя пленку на границе твердого электролита (SEI). Эта пленка имеет решающее значение для срока службы, безопасности и производительности аккумулятора. Однако вновь образованная пленка SEI структурно нестабильна и рыхлая, что делает ее подверженной растрескиванию и разложению. Процесс старения, особенно при определенной температуре, дает SEI-пленке возможность стабилизироваться и восстанавливаться, делая ее структуру более стабильной и однородной, тем самым лучше предотвращая продолжающееся разложение электролита и увеличивая срок службы батареи.

2. Побочные реакции и истощение примесей. Внутри батареи происходят некоторые неизбежные побочные реакции, такие как следовые реакции между электролитом и материалами положительного и отрицательного электрода, а также потребление остаточной воды. Процесс старения, особенно старение при высоких-температурах, может ускорить эти побочные реакции в контролируемых условиях. Это позволяет батарее достичь относительно стабильного состояния до того, как она попадет к пользователю, избегая аномального падения напряжения или емкости во время первоначального использования.

1. Достаточное смачивание электролитом. Хотя после заполнения аккумулятор подвергается процессу смачивания, электролит в порах сепаратора и электрода может не быть полностью и равномерно насыщен электролитом. Период выдержки в процессе старения дает электролиту достаточно времени и соответствующую температуру для полного впитывания в электрод, обеспечивая правильную миграцию ионов лития. Недостаточное смачивание может привести к таким проблемам, как высокое внутреннее сопротивление и неполное использование емкости.

2. Снятие внутренних напряжений. Микронапряжения возникают в материале во время таких процессов, как прокатка, намотка и ламинирование электродного листа. Процесс старения, сопровождаемый отдыхом и плавной зарядкой и разрядкой, помогает снять эти внутренние напряжения, делая структуру электрода более стабильной.

1. Проверка аккумуляторов с микро-короткими замыканиями и чрезмерным само-разрядом. В процессе производства заусенцы на электродном листе, дефекты сепаратора и примеси пыли могут стать причиной микро-коротких замыканий внутри аккумулятора. Микро-замыкание может привести к быстрому падению напряжения аккумулятора. Контролируя падение напряжения (значение K) в процессе старения (особенно во время фазы покоя при высоких-температурах), эти некачественные батареи можно точно идентифицировать и устранить, сводя к минимуму поставку дефектных элементов клиентам. Это наиболее важная функция скрининга процесса старения.

2. Проверка на соответствие. Даже батареи, произведенные в одной партии, могут иметь незначительные различия в характеристиках (емкости, внутреннем сопротивлении и скорости саморазряда-). Процесс старения полностью обнажает эти изменения. Измеряя такие параметры, как напряжение и внутреннее сопротивление всех ячеек после старения, батареи можно сортировать и группировать, чтобы обеспечить стабильную работу каждой ячейки при сборке в аккумуляторный блок. Постоянство является основой долговечности и безопасности аккумуляторной батареи.

ACEY-BA60100-16машина для старения аккумулятораприменяется к интегрированной системе тестирования цикла заряда-разряда, состоящей из цикла зарядки и разрядки литиевого аккумулятора с низкой строкой, функционального тестирования аккумуляторного блока и мониторинга данных о заряде-разряде, таких как электрические инструменты, накопители солнечной энергии и т. д.

Вообще говоря, старение батареи — это переходный период от «жестокой турбулентности» к «спокойной стабильности», позволяющий внутренней химической системе стать стабильной и надежной. Для производителей старение является важнейшим этапом контроля качества. Несмотря на время и давление окружающей среды, он перехватывает некачественную и нестабильную продукцию налиния по производству аккумуляторов, что значительно повышает безопасность и стабильность конечного продукта. Хотя исключение или сокращение процесса старения может увеличить краткосрочную-производственную мощность, это также может привести к значительным долгосрочным-рискам безопасности и проблемам с качеством партий, что, несомненно, является катастрофическим для производителей.

Свяжитесь сейчас