リチウムイオン電池のサイクル性能に影響を与える要因は何ですか?

Jun 29, 2021

伝言を残す

材料:材料の選択は、リチウムイオン電池の性能に影響を与える最初の要素です。 プロセスがどれほど合理的であっても、また生産がどれほど完璧であっても、サイクル性能の低い材料を選択してください。バッテリーセルのサイクルは必然的に保証されません。 より良い材料を選択すれば、その後の製造に問題があったとしても、サイクル性能は悪くないかもしれません(コバルト酸リチウムは約135.5mAh / gで、リチウム蒸着バッテリーセルは1Cですが、100回以上潜水します) 、ただし0.5C、90%の500倍。バッテリーを分解した後、負極には黒いグラファイト粒子があります。バッテリーセル、サイクル性能は正常です)。


材料の観点から、フルバッテリーのサイクル性能は、正極が電解質と一致した後のサイクル性能と、負極が電解質と一致した後のサイクル性能の低い方によって決定されます。 材料のサイクル性能が悪い。 一方では、サイクル中に結晶構造の変化が速すぎて、リチウムの挿入と除去を完了し続けることができない可能性があります。 一方、活物質とそれに対応する電解質は、緻密で均一なSEI膜を形成できず、活物質の原因となる可能性があります。 電解質との時期尚早な副反応は、電解質の消費が速すぎて循環に影響を及ぼします。


電池セルの設計時に、一方の極がサイクル性能の悪い材料を選択することが確認された場合、もう一方の極は無駄を避けるためにサイクル性能の良い材料を選択する必要はありません。


正極と負極の圧縮:正極と負極の圧縮は高すぎますが、バッテリーのエネルギー密度を上げることができますが、材料のサイクル性能もある程度低下します。 理論的分析から、圧縮が大きいほど、材料の構造への損傷が大きくなり、材料の構造は、リチウムイオン電池をリサイクルできることを保証するための基礎となります。 さらに、より高い正極と負極を備えたセルがよりコンパクトであることを保証することは困難です。 高い液体保持容量、および液体保持容量は、バッテリーセルが通常のサイクルまたはそれ以上のサイクルを完了するための基礎です。


湿気:過度の湿気は、正および負の活物質との副反応を引き起こし、その構造を破壊し、循環に影響を与えます。 同時に、水分が多すぎるとSEIフィルムの形成につながりません。 しかし、微量の水を取り除くことは困難ですが、微量の水はバッテリーの性能をある程度保証することもできます。


コーティング膜密度:単一変数のサイクルに対する膜密度の影響を考慮することはほとんど不可能です。 膜密度に一貫性がないと、容量に違いが生じるか、バッテリーのコア巻線または積層層の数に違いが生じます。 同じモデル、容量、および材料の電池の場合、フィルム密度を下げることは、1つまたは複数の巻線層または積層層の数を増やすことと同等であり、それに応じてダイアフラムを増やすと、より多くの電解質を吸収して循環を確保できます。


過剰な負極:最初の不可逆容量の影響とコーティング膜密度の偏差に加えて、過剰な負極の理由もサイクル性能の考慮事項です。 コバルト酸リチウムとグラファイトのシステムでは、ネガティブグラファイトが& quot;ショートボード& quot;になるのが一般的です。 サイクルで。 負極が不十分な場合、電池セルはサイクル前にリチウムを放出しないかもしれませんが、正極の構造は数百サイクル後にほとんど変化しませんが、負極の構造はひどく損傷しており、提供されたリチウムイオンを完全に受け取ることができません正極によって、それによって容量が過剰になります。 早くドロップします。


電解質の量:サイクルに影響を与える電解質の量が不足している主な理由は3つあります。 1つは注入量が不十分であり、もう1つは注入量は十分であるが、エージング時間が不十分であるか、高い圧縮のために正極と負極が浸漬されていないことです。 十分に、3番目はバッテリーセル内の電解質が循環で消費されるということです。


試験の客観的条件:充放電率、遮断電圧、試験中の充​​放電電流、試験中の過充電および過放電、試験室の温度、試験中の突然の中断、接触内部抵抗テストポイントとセルの間など。要因は、サイクルパフォーマンステストの結果に多かれ少なかれ影響します。 さらに、材料が異なれば、上記の客観的要因に対する感度も異なります。 統一された試験基準と共通の重要な材料特性の理解は、日常業務に十分なはずです。


概要:木製バレルの原理と同様に、バッテリーのサイクル性能に影響を与える多くの要因の中で、最終的な決定要因は多くの要因の中で最も短いものです。 同時に、これらの影響要因にはインタラクティブな効果もあります。 同じ材料と製造能力の下で、サイクルが高いほど、エネルギー密度は低くなります。 最も重要なタスクは、顧客のニーズにぴったり合う統合ポイントを見つけて、バッテリーセルの一貫性を確保することです。 。