ปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิตียม

ด้วยการใช้แบตเตอรี่ลิเดียม การทํางานของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างต่อเนื่อง โดยหลักๆจะแสดงออกมาในรูปแบบการลดความจุ การเพิ่มความต้านทานภายใน การลดพลังงาน เป็นต้นการเปลี่ยนแปลงความต้านทานภายในแบตเตอรี่ถูกส่งผลกระทบจากอุณหภูมิ, ความลึกของการปล่อยไฟฟ้าและสภาพการใช้อื่น ๆ ดังนั้นบทความนี้จะนําตัวประกอบที่ส่งผลต่อความต้านทานภายในแบตเตอรี่จากด้านการออกแบบโครงสร้างแบตเตอรี่ประสิทธิภาพของวัตถุดิบ, การประมวลผล การประมวลผลและเงื่อนไขการใช้

ผลกระทบต่อการออกแบบโครงสร้าง

ในการออกแบบโครงสร้างแบตเตอรี่ นอกจากการปักและปั่นโครงสร้างแบตเตอรี่เองแล้วขนาดและตําแหน่งของหูแท่นแบตเตอรี่มีผลต่อแรงต่อต้านภายในของแบตเตอรี่โดยตรงในระดับหนึ่ง การเพิ่มจํานวนหูขั้วสามารถลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพตําแหน่งหูเสาในหัวของแผ่นไฟฟ้าบวกและลบมีความต้านทานภายในที่ใหญ่ที่สุดและเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่แบบโค้ล แบตเตอรี่แบบแหลมเหล็ก เท่ากับแบตเตอรี่ขนาดเล็กหลายสิบในระยะ paralel และความต้านทานภายในของมันก็เล็กกว่า

ผลกระทบต่อผลประกอบการของวัสดุแท้

1 วัสดุที่ใช้ในการใช้ไฟฟ้าบวกและลบ

วัสดุคาโทดในแบตเตอรี่ลิตียมคือด้าน Li ที่เก็บของ ซึ่งกําหนดผลการทํางานของแบตเตอรี่ลิตียมมากขึ้นวัสดุคาโทดส่วนใหญ่จะปรับปรุงความสามารถในการนําอิเล็กตรอนระหว่างอนุภาคโดยการเคลือบและ dopingตัวอย่างเช่น หลังการปรับปรุงด้วยไนโอน ความแข็งแรงของพันธะ P-O จะเพิ่มขึ้น โครงสร้างของ LiFePO4/C จะมั่นคง และปริมาณเซลล์คริสตัลจะปรับปรุงซึ่งสามารถลดอัตราต่อต้านการโอนชาร์จของวัสดุคาโทดได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

และการวิเคราะห์การจําลองของโมเดลการเชื่อมเคมีไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่า การเพิ่มมากของการกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายเป็นสาเหตุหลักของการขัดแย้งที่ร้ายแรง.การลดขนาดอนุภาคไฟฟ้าลบสามารถลดการขั้วขั้วไฟฟ้าลบโดย 45% เมื่อขนาดอนุภาคไฟฟ้าลบระยะแข็งลดลงครึ่งดังนั้นในแง่ของการออกแบบแบตเตอรี่ การปรับปรุงวัสดุของไฟฟ้าบวกและลบด้วยตนเองก็จําเป็นเช่นกัน

2คอนดริเจอร์

กราฟไทต์และคาร์บอนแบร็คถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาแบตเตอรี่ลิธีียม เนื่องจากผลงานที่ดีของพวกเขาผลประกอบของสัดส่วนแบตเตอรี่ของไฟฟ้าบวกที่เพิ่มสารนําคาร์บอนบลาร์ค เป็นที่ดีกว่าเพราะสารนําแกรฟิตมีรูปร่างของอนุภาคแผ่น ส่งผลให้สัมพันธ์การลมโปร์ต่ํากว่าอัตราส่วนใหญ่ซึ่งเป็นเรื่องง่ายที่จะปรากฏปรากฏการณ์ที่ Li กระบวนการกระจายกระจายระยะของเหลวจํากัดความสามารถการปล่อยแบตเตอรี่ที่มี CNTs มีความต้านทานภายในน้อยกว่า เพราะเมื่อเทียบกับกราฟิต / คาร์บอนดําและจุดสัมผัสของวัสดุที่ทํางานนาโนท่อคาร์บอนเส้นใยสัมผัสตรงกับวัสดุที่ใช้, ซึ่งสามารถลดอัตราต่อต้านของแบตเตอรี่ได้

3 ครั้งของน้ําเหลว

การลดความต้านทานระหว่างตัวเก็บของเหลวและวัสดุที่ใช้ และการปรับปรุงความแข็งแรงของพันธะระหว่างพวกมัน เป็นวิธีสําคัญในการปรับปรุงผลงานของแบตเตอรี่ลิธีียมการเคลือบคาร์บอนที่นําทางบนพื้นผิวแผ่นอลูมิเนียมและการรักษา corona ของแผ่นอลูมิเนียมสามารถลดอัตราต่อรองของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ.เมื่อเทียบกับแผ่นอลูมิเนียมทั่วไป การใช้แผ่นอลูมิเนียมเคลือบคาร์บอนสามารถลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้ประมาณ 65%และสามารถลดการเพิ่มแบตเตอรี่ในกระบวนการใช้งาน.

ความต้านทานภายใน AC ของแผ่นอลูมิเนียมที่ได้รับการรักษาด้วย corona สามารถลดลงประมาณ 20% ในช่วง 20% ~ 90% SOC ที่ใช้กันทั่วไปความต้านทานภายใน DC น้อยและการเพิ่มขึ้นเป็นเล็ก ๆ น้อย ๆ อย่างช้า ๆ กับการเพิ่มความลึกการปล่อย.

4 กลาก

การนําไอออนในแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับการกระจายของไอออน Li ในสารประกอบไฟฟ้าผ่านขุมขนผ่าความสามารถในการดูดซึมความชื้นของแผ่นผ่า คือกุญแจในการสร้างช่องทางการไหลของไอออนที่ดีเมื่อแผ่นฉากมีการดูดซึมของเหลวที่สูงขึ้นและโครงสร้างมีขุมขนมันสามารถปรับปรุงความสามารถในการนําไฟ, ลดความคืบหน้าของแบตเตอรี่และปรับปรุงการทํางานของแบตเตอรี่เปรียบเทียบกับเยื่อพื้นฐานทั่วไป, ผนังเซรามิกและผนังเคลือบ สามารถปรับปรุงความทนทานต่อการหดตัวของผนังได้มากแต่ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซึมของเหลวและการชื้นของกระโปรงการเพิ่มเคลือบเซรามิก SiO2 บนแผ่น PP สามารถเพิ่มปริมาณการดูดซึมของแผ่นได้ 17%การทาสี 1 m ของ PVDF-HFP บนผนังผสม PP / PE เพิ่มระดับการระเหยผนังจาก 70% เป็น 82%และความต้านทานภายในเซลล์ลดลงมากกว่า 20%

ผลของปัจจัยกระบวนการ

1 ผงผง

การกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายกระจายซึ่งเกี่ยวข้องกับความต้านทานภายในของแบตเตอรี่โดยการเพิ่มการกระจายความเร็วสูง, ความเหมือนกันของการกระจายความเร็วของสับสามารถปรับปรุงขึ้น, และการต่อต้านภายในของแบตเตอรี่จะเล็กกว่า.การกระจายความเหมือนกันของสารนําในอิเล็กทรอนด์สามารถปรับปรุงและการขั้วขั้วไฟฟ้า.

2 ตันผ้า

ความหนาแน่นของใบหน้าเป็นหนึ่งจากปริมาตรสําคัญของการออกแบบแบตเตอรี่ เมื่อความจุของแบตเตอรี่แน่นอนการเพิ่มความหนาแน่นทางด้านเดียวอย่างมาก จะลดความยาวรวมของของเหลวและ diaphragm, และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะลดลง ดังนั้นภายในช่วงที่กําหนดไว้ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะลดลงเมื่อความหนาแน่นของพื้นผิวเพิ่มขึ้นระหว่างการเคลือบและแห้งการย้ายของโมเลกุลของสารละลายเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิของเตาอบ ซึ่งมีผลต่อการกระจายของสารผูกและสารนําในไฟฟ้าโดยตรงและต่อมาส่งผลต่อการเกิดของกรีดประสานภายในอิเล็กทรอนด์ฉะนั้น อุณหภูมิของการเคลือบและการแห้งยังเป็นกระบวนการที่สําคัญในการปรับปรุงการทํางานของแบตเตอรี่

3 ความดันการม้วน

ในปริมาณหนึ่ง ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะลดลง เมื่อความหนาแน่นของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นระยะห่างระหว่างอนุภาควัสดุแท้ลดลง, สัมผัสระหว่างอนุภาคมากขึ้น สะพานและช่องทางที่นําไฟได้มากยิ่งขึ้น อิเมพานซ์ของแบตเตอรี่จะลดลง การควบคุมความหนาแน่นของการบดคล้องได้โดยหลักโดยความหนาของม้วนความหนาความดันของม้วนที่แตกต่างกัน มีผลต่อแรงต่อต้านภายในของแบตเตอรี่มากเมื่อความหนาของแรงดันม้วนใหญ่ ความต้านทานต่อการสัมผัสระหว่างสารประกอบและน้ํายาเก็บเพิ่มขึ้นเนื่องจากสารประกอบไม่สามารถม้วนลงอย่างแน่นและความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นและพื้นผิวของแบตเตอรี่ไฟฟ้าบวกที่มีความหนาแรงกดของม้วนขนาดใหญ่หลังจากวงจรแบตเตอรี่ผลิตรอยแตกซึ่งจะเพิ่มความต้านทานต่อการสัมผัสระหว่างสารเคลือบผิวของแผ่นอิเล็กทรอนด์และตัวเก็บของเหลว.

4. เวลาเปลี่ยนแผ่นขั้วโลก

เวลาในการถือที่แตกต่างกันส่งผลต่อความต้านทานภายในของแผ่นบวก เมื่อเวลาในการถือที่สั้นกว่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นช้า ๆ เนื่องจากอิทธิพลของการเคลือบคาร์บอนของฟอสเฟตเหล็กลิเดียมเมื่อเวลาการเก็บตัวยาวกว่า (มากกว่า 23 ชั่วโมง) การปฏิกิริยาของฟอสเฟตเหล็กลิเดียมและน้ําและการผูกพันของผ่าตัดเพิ่มขึ้นอย่างสําคัญเวลาหมุนเวียนของแผ่นเสาควรถูกควบคุมอย่างเข้มงวดในการผลิตจริง.

5 การฉีด

อัตราการนํายอนของสารประกอบไฟฟ้ากําหนดความต้านทานภายในและลักษณะคูณของแบตเตอรี่ความสามารถในการนําไฟฟ้าของเอเลคโทรลิตเป็นสัดส่วนกลับกับช่วงความแน่นของสารละลาย, และมันยังได้รับผลกระทบจากปริมาณเกลือลิทธิียมและขนาดของอะนิออน นอกจากการปรับปรุงความสามารถในการนําปริมาณการฉีดของเหลวและเวลาการฉีดของเหลวหลังจากฉีดของเหลวยังมีผลโดยตรงต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่การฉีดของเหลวน้อยกว่าหรือเวลาที่ไม่เพียงพอในการเจาะเข้าไปจะทําให้แรงต่อต้านภายในของแบตเตอรี่ใหญ่ ดังนั้นจะส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่

ใช้ผลสภาพ

1 อุณหภูมิ

ผลของอุณหภูมิต่อขนาดของความต้านทานภายในนั้นชัดเจน ราคาอุณหภูมิที่ต่ําลง การส่งยอนในแบตเตอรี่จะช้าลงยิ่งความต้านทานภายในของแบตเตอรี่สูงขึ้นอุปทานแบตเตอรี่สามารถแบ่งออกเป็น อุปทานระยะร่างกาย อุปทานเยื่อ SEI และอุปทานโอนชาร์จอุปสรรคระยะร่างกายและอุปสรรคผิวหนัง SEI มีผลกระทบโดยเฉพาะจากการนํายอนของสารประกอบไฟฟ้า, และแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ําตรงกับแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงการนําไฟฟ้าเปรียบเทียบกับการเพิ่มอุปสรรคระยะของร่างกายและความต้านทานผิวหนัง SEI ในอุณหภูมิต่ํา, อุปทานปฏิกิริยาการชาร์จมีความสําคัญมากขึ้นกับการเพิ่มอุณหภูมิลดลง. ต่ํากว่า 20 °C,อัตราส่วนของอุปสรรคปฏิกิริยาการชาร์จในความต้านทานภายในทั้งหมดของแบตเตอรี่ถึงเกือบ 100%.

2 SOC

เมื่อแบตเตอรี่อยู่ใน SOC ที่แตกต่างกัน ขนาดความต้านทานภายในไม่เหมือนกัน โดยเฉพาะความต้านทาน dc มีผลต่อผลการทํางานของแบตเตอรี่โดยตรงแสดงผลการทํางานของแบตเตอรี่ในสภาพจริง: ความต้านทาน dc ของแบตเตอรี่ลิเดียม เพิ่มขึ้นกับการเพิ่มความลึกการปล่อยของแบตเตอรี่ DOD ใน 10% ~ 80% ของขนาดความต้านทานช่วงการปล่อยโดยพื้นฐานไม่เปลี่ยนแปลงโดยทั่วไปในความลึกของการชาร์จลึกของความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างสําคัญ.

3 การเก็บรักษา

ด้วยการเพิ่มเวลาในการเก็บของแบตเตอรี่ลิทธิียมไอออน แบตเตอรี่จะยังคงแก่ และความต้านทานภายในของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องประเภทแบตเตอรี่ลิธีียมที่แตกต่างกันมีความเปลี่ยนแปลงความต้านทานภายในที่แตกต่างกันหลังจากระยะเวลาเก็บรักษาที่ยาวนาน 9-10 เดือน อัตราการเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ LFP มากกว่าของแบตเตอรี่ NCA และ NCMอัตราการเพิ่มความต้านทานภายในเกี่ยวข้องกับเวลาเก็บรักษา, อุณหภูมิการเก็บรักษาและการเก็บรักษา SOC. Stroe et al. ได้ระบุความสัมพันธ์ระหว่างแบตเตอรี่ LFP / C เป็นเวลา 24 ถึง 36 เดือน (ดังต่อไปนี้):

โดยเฉพาะเจาะจง อุณหภูมิใน K, SOC ในเปอร์เซ็นต์, และเวลาในเดือน

4 อาการซ้ํา

ไม่ว่าจะเป็นในการเก็บหรือการแพร่กระจาย อุปสรรคของอุณหภูมิต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะคงที่ ยิ่งอุณหภูมิของวงจรสูงขึ้น ยิ่งอัตราการเพิ่มของความต้านทานภายในสูงขึ้นระยะเวลาวงจรที่แตกต่างกัน มีผลที่แตกต่างกันต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นกับการปรับปรุงของการชาร์จและการปล่อยลึกและการเพิ่มความต้านทานภายใน สัดส่วนกับการเสริมแรงของค่าบริจาคและความลึกของการปล่อย.

นอกจากการมีอิทธิพลของความลึกของการชาร์จและการปล่อยของไฟฟ้า, ความดันการชาร์จยังได้รับผลกระทบ: ต่ําเกินไปหรือสูงเกินไปZheng ว่าแบตเตอรี่ LFP / C ในวงจรของแรงดันการชาร์จที่ดีที่สุดคือ 3.9~4.3V การทดลองพบว่าความดันขั้นต่ําต่ําเกินไปไม่สามารถสร้างหนัง passivationและขีดความแรงดันสูงเกินไปจะนําไปสู่เอเลคโทรลิตใน LiFePO4 อิเล็กทรอัดผิวออกซิเดชั่นการละลายผลิตภัณฑ์ conductivity ต่ํา.

5 อื่นๆ

แบตเตอรี่ลิเดียมของรถยนต์ จะต้องพบกับสภาพทางบกพร่องในการใช้งานจริงแต่การศึกษาพบว่าสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนของแบตเตอรี่ลิตียมในกระบวนการการใช้งานมีเกือบไม่มีผลกระทบต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิตียม.

ความต้านทานภายในเป็นพารามิเตอร์สําคัญในการวัดผลประกอบการของพลังงานของไอออนลิธีียม และการประเมินอายุของแบตเตอรี่การทํางานของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นความต้านทานภายในเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของแบตเตอรี่ คุณสมบัติของวัสดุแบตเตอรี่และกระบวนการผลิตและการเปลี่ยนแปลงกับอุณหภูมิแวดล้อมและภาวะการชาร์จดังนั้น การพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในต่ํา คือกุญแจในการปรับปรุงผลประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และมันมีความหมายทางการปฏิบัติที่ดีมากที่จะเรียนรู้กฎการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานชีวิตแบตเตอรี่ภายใน