Talaðu um innri viðnám litíum rafhlöðu með kenningu og framleiðslu

Innri viðnám er viðnám litíum rafhlöðunnar þegar straumurinn flæðir í gegnum rafhlöðuna. Samkvæmt prófunaraðferðinni má skipta henni í AC innri viðnám og DC innri viðnám. Innri viðnám rafhlöðunnar er mikilvægur þáttur til að bera kennsl á gæði litíumjónarafhlöðu. Stórt innra viðnám rafhlöðunnar mun búa til mikið af Joule hita og valda því að hitastig rafhlöðunnar hækkar, sem leiðir til lækkunar á vinnuspennu rafgeymslu, styttir útskriftartímann og hefur áhrif á afköst rafhlöðu og líftíma. Valda alvarlegum áhrifum. Innri viðnám er einnig mikilvægur þáttur í prófinu til að sannreyna rafefnafræðilegan árangur litíum rafhlöður. Sameinaðu efni og ferli litíum rafhlöður til að deila með þér þeim þáttum sem hafa áhrif á innri viðnám litíum rafhlöður.

Almennt er innra viðnám rafhlöðunnar skipt í innra viðnám við óhm og innra viðnám skautunar. Innra viðnám ómsins er samsett úr rafskautsefni, raflausn, þindþol og snertimótstöðu ýmissa hluta. Innri viðnám skautunar vísar til viðnáms af völdum skautunar við rafefnafræðileg viðbrögð, þ.mt rafskautað skautun innri viðnám og þéttni skautun innri viðnám. Ómska innra viðnám rafgeymisins er ákvörðuð af heildarleiðni rafgeymisins og innri viðnám rafskautsins fyrir skautun er ákvörðuð af dreifingarstuðli föstu fasa litíumjóna í rafskautsvirka efninu.

ómísk viðnám

Ómska viðnámið er aðallega skipt í þrjá hluta, annar er jónþol, hinn er rafræn viðnám og sá þriðji er snertimótstaða. Við vonum að innri viðnám litíum rafhlöðunnar sé eins lítið og mögulegt er, svo við þurfum að gera sérstakar ráðstafanir til að draga úr ómska innri viðnám fyrir þessa þrjá hluti.

1. Jónviðnám

Lithium rafhlöðuþol vísar til viðnáms litíumjóna í rafhlöðunni. Í litíum rafhlöðu gegnir litíumjónarflæðishraði og rafeindaleiðnihraði jafn mikilvægu hlutverki og jónþolið hefur aðallega áhrif á jákvæðu og neikvæðu rafskautsefnin, skiljuna og raflausnina. Til að draga úr jónviðnámi þarftu að gera eftirfarandi:

① Gakktu úr skugga um að jákvæð og neikvæð efni og raflausn hafi góða vætni.

Nauðsynlegt er að velja viðeigandi þéttleikaþéttleika þegar stöngstykkið er hannað. Ef þéttingarþéttleiki er of mikill er ekki auðvelt að síast í raflausnina sem eykur jónviðnám. Fyrir neikvæða pólska stykkið, ef SEI kvikmyndin sem myndast á yfirborði virka efnisins við fyrstu hleðslu og útskrift er of þykk, mun það einnig auka jónviðnám. Á þessum tíma er nauðsynlegt að laga rafgeymismyndunarferlið til að leysa það.

② Áhrif raflausnar

Raflausnin verður að hafa viðeigandi styrk, seigju og leiðni. Þegar seigja raflausna er of mikil er hún ekki til þess fallin að síast inn á milli jákvæðu og neikvæðu virku efnanna. Á sama tíma þarf raflausnið einnig lágan styrk, of hár styrkur er heldur ekki til þess fallinn að renna og síast inn í hann. Leiðni raflausnarinnar er mikilvægasti þátturinn sem hefur áhrif á jónþol, sem ákvarðar flæði jóna.

③ Áhrif þindar á jónviðnám

Helstu áhrifaþættir þindar á jónviðnám eru: dreifing raflausna í þind, þindarsvæði, þykkt, svitahola, porosity og tortuosity stuðull. Fyrir keramikþind er einnig nauðsynlegt að koma í veg fyrir að keramikagnir hindri svitaholurnar í þindinni, sem er ekki til þess fallið að leiða jónir. Þó að tryggja að raflausnin sé síuð að fullu í þindina, þá ætti ekki að vera umfram raflausn í henni, sem dregur úr notkun skilvirkni raflausnarinnar.

2. Rafræn viðnám

Það eru margir áhrifaþættir rafrænna viðnema, sem hægt er að bæta úr þáttum eins og efni og ferli.

① Jákvæðar og neikvæðar stöngplötur

Helstu þættir sem hafa áhrif á rafrænan viðnám jákvæðu og neikvæðu plöturnar eru: snerting virka efnisins og núverandi safnara, þættir virka efnisins sjálfs og breytur plötunnar. Virka efnið ætti að hafa algjörlega samband við yfirborð núverandi safnara, sem hægt er að líta á frá núverandi safnara koparþynnu, álþynnu grunnefni og viðloðun jákvæðra og neikvæðra rafskautsdeigs. Gosleysi lifandi efnisins sjálfs, aukaafurðir á yfirborði agnanna og misjöfn blöndun við leiðandi efnið getur allt valdið breytingum á rafrænum viðnámi. Stikur pólarplata eins og þéttleiki lifandi efna er of lítill, bilið milli agna er of stórt, sem er ekki stuðlað að rafeindaleiðni.

② Þind

Helstu þættir sem hafa áhrif á rafrænan viðnám þindarins eru: þykkt þindar, porosity og aukaafurðir í hleðslu- og losunarferlinu. Fyrstu tvö eru auðskilin. Eftir að rafhlaðan er tekin í sundur finnst oft þykkt lag af brúnu efni á skiljunni, þar á meðal grafít neikvæða rafskautið og aukaafurðir viðbrögð þess, sem munu loka á aðskilnaðarholið og draga úr endingu rafhlöðunnar.

③ Núverandi undirlag safnara

Efnið, þykkt, breidd núverandi safnara og snertistig flipanna hafa öll áhrif á rafræna viðnám. Núverandi safnari þarf að velja undirlag sem er ekki oxað og passívað, annars hefur það áhrif á viðnám. Léleg suðu milli kopar og álpappírs og flipa mun einnig hafa áhrif á rafrænan viðnám.

3. Hafðu samband viðnám

Snertimótstaðan myndast milli snertisins milli kopar og álpappírs og virka efnisins og nauðsynlegt er að fylgjast með viðloðun jákvæða og neikvæða slurry.

Skautað innra viðnám

Þegar straumur fer um rafskautin er fyrirbærið að rafskautsmöguleikinn víkur frá jafnvægisrafskautsmöguleikanum kallað rafskautsspennun. Polarization nær yfir ohmic polarization, electrochemical polarization og concentration polarization, eins og sést á mynd 1. Polarization viðnám vísar til innri viðnáms sem stafar af skautun jákvæðra og neikvæðra rafskauta rafgeymisins meðan á rafefnafræðilegum viðbrögðum stendur. Það getur endurspeglað innra samræmi rafhlöðunnar, en það er ekki hentugt til framleiðslu vegna áhrifa aðgerðarinnar og aðferðarinnar. Innri skautunarviðnámið er ekki stöðugt og það breytist með tímanum meðan á hleðslu og losun stendur. Þetta er vegna þess að samsetning virka efnisins, styrkur raflausnarinnar og hitastigið breytist stöðugt. Innra viðnám ómsins hlýðir lögum Ohm' og innri viðnám skautunar eykst með auknum straumþéttleika, en það er ekki línulegt samband. Það eykst oft línulega þegar logaritmi núverandi þéttleika eykst.

Almennt séð er DC innra viðnám rafhlöðunnar jafnt og summan af innri viðnám skautunarinnar og innri viðnám ómsins. Mæling á DC innri viðnám hefur mikla þýðingu. Það eru margir þættir sem hafa áhrif á innri viðnám skautunar, svo sem hleðslu- og losunarhraði, umhverfishita, SOC-ástand, styrkur raflausna og svo framvegis. Hér er dæmi um hitastig áhrif á innri viðnám litíum járn fosfat rafhlöður. Þeir sem þurfa viðeigandi bókmenntir geta skrifað einslega til FIRSTEK, eins og sést á myndinni hér að neðan:

Núverandi mæliaðferðir við innri viðnám rafhlöðu sem notaðar eru í greininni

Í iðnaðarforritum er nákvæm mæling á innri viðnámi rafhlöðunnar framkvæmd með sérstökum búnaði. Á þessari stundu innihalda mæliaðferðir við innra viðnám rafhlöðunnar aðallega eftirfarandi tvær:

1. Mælingaraðferð við innra viðnám við DC-losun

Samkvæmt eðlisfræðilegri formúlu R=U / I neyðir prófunarbúnaðurinn rafhlöðuna til að fara framhjá stórum stöðugum DC straumi á stuttum tíma (venjulega 2 til 3 sekúndur) (nú er almennt notaður mikill straumur 40A til 80A) , og rafhlaðan er mæld á þessum tíma Spennan í báðum endum, og reiknaðu núverandi innri viðnám rafhlöðunnar samkvæmt formúlunni.

Nákvæmni þessarar mæliaðferðar er tiltölulega mikil. Með réttri stjórn er hægt að stjórna nákvæmni skekkju innan 0,1%. En þessi aðferð hefur augljósa galla:

(1) Aðeins er hægt að mæla rafhlöður eða rafgeyma með stórum afköstum og rafhlöður með litla getu geta ekki hlaðið 40A til 80A mikinn straum innan 2 til 3 sekúndna;

(2) Þegar rafhlaðan kemst yfir mikinn straum verða rafskautin inni í rafhlöðunni skautuð, sem leiðir til skautaðrar innri viðnáms. Þess vegna verður mælitíminn að vera mjög stuttur, annars hefur mæld innri viðnám mikla skekkju;

(3) Stóri straumurinn sem flæðir um rafhlöðuna mun skemma innri rafskaut rafgeymisins.

2. AC þrýstingsfall innri viðnám mæliaðferð

Vegna þess að rafhlaðan jafngildir virkum viðnámi, beitum við fastri tíðni og fastum straumi á rafhlöðuna (eins og er er 1kHz tíðni og 50mA lítill straumur almennt notaður) og síðan er spenna tekin til sýnis, leiðrétt, síuð osfrv. reiknaðu innri viðnám rafhlöðunnar í gegnum magnara hringrásina. Mælingartími rafhlöðunnar í spennufalli innri viðnámsmælingu er mjög stuttur, venjulega um 100 millisekúndur.

Nákvæmni þessarar mæliaðferðar er einnig góð og skekkjan á mælanákvæmni er almennt á bilinu 1% til 2%.

Kostir og gallar þessarar aðferðar:

(1) Næstum allar rafhlöður er hægt að mæla með innra viðnámmælingu rafspennufalli, þ.mt rafhlöður með litla getu. Þessi aðferð er almennt notuð til að mæla innri viðnám rafhlöðufrumna fyrir fartölvur.

(2) Mælanákvæmni mælingaaðferðar við spennufallsspennu er líkleg til að hafa áhrif á gárastrauminn og einnig er möguleiki á samfelldri truflun á straumi. Þetta er próf fyrir truflunargetu í mælitækjarásinni

(3) Þessi aðferð mun ekki valda miklum skemmdum á rafhlöðunni sjálfri.

(4) Mælanákvæmni mælingaaðferðar við spennufallsspennu er ekki eins góð og mæliaðferð við innra viðnám DC.