10 grandes problemas en la producción de baterías de litio

¿A qué se deben los agujeros en el revestimiento del ánodo?

La aparición de agujeros de alfiler debe deberse a los siguientes factores:

1. El material de la lámina no está limpio;
2. El agente conductor no se dispersa;
3. El material principal del ánodo de batería de iones de litio no se dispersa;
4. Hay impurezas en algunos ingredientes de la fórmula;
5. Las partículas de agente conductor son desiguales y difíciles de dispersar;
6. Las partículas del ánodo son desiguales y difíciles de dispersar;
7. El propio material de la fórmula tiene problemas de calidad;
8. El recipiente de mezcla no se limpia, lo que deja residuos de polvo seco en el recipiente.

Para evitar los problemas anteriores, es necesario utilizar primero un proceso de mezclado adecuado para resolver la unión entre el material activo y el colectivo metálico, y evitar el desempolvado artificial en la producción de las placas de la batería y el ensamblaje de la batería. La adición de algunos aditivos que no afecten al rendimiento de la batería durante el proceso de revestimiento puede, de hecho, mejorar algunas prestaciones de la pieza de polo.

Por supuesto, la adición de estos ingredientes en el electrolito puede lograr el efecto de consolidación. La alta temperatura local del diafragma se debe a la falta de homogeneidad de la pieza polar. Estrictamente hablando, se trata de un micro-cortocircuito. El micro-cortocircuito causará alta temperatura local y puede causar la eliminación de polvo del ánodo.

¿A qué se debe la excesiva resistencia interna de la batería?

Proceso:

1. Demasiado poco agente conductor en los ingredientes del cátodo (la conductividad entre los materiales no es buena, porque la conductividad del propio cobalto de litio es muy pobre).
2. Demasiado aglutinante en los ingredientes del cátodo. (Los aglutinantes suelen ser batería de polímero li materiales con fuertes propiedades aislantes)
3. Hay demasiado aglutinante en los ingredientes del ánodo. (Los aglutinantes suelen ser materiales poliméricos con fuertes propiedades aislantes).
4. Los ingredientes están desigualmente dispersos.
5. El disolvente del ligante no es completo durante la dosificación. (No es completamente soluble en NMP, agua).
6. El diseño de la densidad de la superficie de dibujo del revestimiento es demasiado grande. (Gran distancia de migración de iones)
7. La densidad de compactación es demasiado grande, y la compactación del rodillo es demasiado ajustada. (El rodillo está demasiado muerto, y se destruyen algunas estructuras activas del material).
8. Las lengüetas catódicas no se sueldan firmemente y aparecen soldaduras falsas.
9. La soldadura o remachado de la lengüeta del ánodo no es fuerte, y hay una soldadura y desoldadura débil.
10. El bobinado no está apretado y el núcleo del bobinado está suelto. (Aumente la distancia entre las placas del cátodo y del ánodo).
11. La soldadura entre la oreja catódica y la carcasa no es firme.
12. La soldadura de la orejeta del ánodo y el poste no es fuerte.
13. La temperatura de cocción de la batería es demasiado alta y el diafragma se encoge. (el tamaño de los poros del diafragma se encoge)
14. La cantidad de inyección de líquido es demasiado pequeña (la conductividad disminuye y la resistencia interna aumenta rápidamente tras el ciclado).
15. El tiempo de permanencia tras la inyección de líquido es demasiado corto, y el electrolito no se infiltra completamente.
16. No se activa completamente durante la formación.
17. Demasiadas fugas de electrolito durante el proceso de formación.
18. El control de la humedad en el proceso de producción no es estricto, y la batería se expande.
19. La tensión de carga de la batería está ajustada a un valor demasiado alto, lo que provoca una sobrecarga.
20. El entorno del almacenamiento en batería no es razonable.

Materiales:

1. En materiales catódicos tienen una alta resistencia. (Poca conductividad, como el fosfato de hierro y litio)
2. Efecto del material del diafragma (grosor del diafragma, porosidad pequeña, tamaño de poro pequeño)
3. Influencia del material electrolítico. (baja conductividad, alta viscosidad)
4. La influencia del material PVDF del cátodo. (una gran cantidad o un gran peso molecular)
5. La influencia del material conductor del cátodo. (mala conductividad, alta resistencia)
6. La influencia de los materiales de las lengüetas catódicas y anódicas (poco espesor, escasa conductividad, espesor desigual, escasa pureza del material).
7. La lámina de cobre, el material de la lámina de aluminio tiene poca conductividad u óxidos en la superficie.
8. La resistencia interna del contacto remachado del polo de la placa de cubierta es relativamente grande.
9. El material del ánodo tiene una alta resistencia. otros aspectos
10. La desviación del instrumento de prueba de resistencia interna.
11. Manipulación humana.

¿A qué hay que prestar atención cuando el revestimiento del electrodo es desigual?

En primer lugar, es necesario comprender claramente los factores que afectan a la densidad superficial y los factores que afectan al valor estable de la densidad superficial, para poder resolver el problema de forma específica.

Los factores que afectan a la densidad de la zona de recubrimiento son:

1. Factores del propio material
2. Receta
3. Remover la mezcla
4. Entorno del revestimiento
5. Filo de cuchillo
6. Viscosidad del lodo
7. Velocidad de desplazamiento del electrodo
8. Nivelación de la superficie
9. Precisión de la máquina de revestimiento
10. Potencia del horno
11. Tensión del revestimiento, etc.

Factores que afectan a la uniformidad de las piezas de poste:

1. Calidad del lodo
2. Viscosidad del lodo
3. Velocidad de marcha
4. Tensión de la lámina
5. Método de la balanza de tensión
6. Longitud de tracción del revestimiento
7. Ruido
8. Planitud de la superficie
9. Planitud del filo de la cuchilla
10. Planitud de la lámina, etc.

Lo anterior es sólo una lista de algunos factores, y las razones específicas deben ser analizadas por sí mismas, y los factores que causan la densidad superficial anormal deben ser eliminados de manera específica.

¿Por qué utilizar papel de aluminio y papel de cobre para los colectores de corriente?

1. Ambos se utilizan como colectores de corriente porque tienen buena conductividad y textura blanda (quizá esto también favorezca la adhesión), y son relativamente comunes y baratos. Al mismo tiempo, se puede formar una capa de película protectora de óxido en la superficie de ambos. .

2. La capa de óxido de la superficie de cobre es un semiconductor y los electrones son conductores. La capa de óxido es demasiado gruesa y la impedancia es grande;

La capa de óxido de aluminio en la superficie del aluminio es un aislante, y la capa de óxido no puede conducir la electricidad, pero como es muy fina, realiza la conducción electrónica a través del efecto túnel. Si la capa de óxido es más gruesa, la conductividad del papel de aluminio es pobre, o incluso aislante.

Por lo general, lo mejor es limpiar la superficie del colector de corriente antes de utilizarlo. Por un lado, puede eliminar las manchas de aceite y, al mismo tiempo, eliminar la gruesa capa de óxido.

3. El potencial catódico es alto, y la fina capa de óxido de aluminio es muy densa, lo que puede evitar la oxidación del colector de corriente. La capa de óxido de la lámina de cobre es más suelta. Para evitar su oxidación, es mejor tener un potencial más bajo. Al mismo tiempo, es difícil que el Li forme una aleación de intercalación de litio con Cu a un potencial bajo.

Sin embargo, si la superficie de cobre está muy oxidada, el Li intercalará litio con óxido de cobre a un potencial ligeramente superior. Las láminas de Al no pueden utilizarse como ánodos, y la aleación LiAl se producirá a potenciales bajos.

4. El colector de corriente requiere componentes puros. La composición impura del Al dará lugar a la formación de una película superficial incompacta y a la corrosión por picaduras, e incluso el daño de la película superficial dará lugar a la formación de la aleación LiAl. La malla de cobre se limpia con bisulfato, se lava con agua desionizada y se hornea. La malla de aluminio se limpia con sal amoniacal, se lava con agua desionizada y se hornea. El efecto conductor de la pulverización de la malla es bueno.

¿Cuál es el principio de ruptura por alta tensión del comprobador de cortocircuitos?

La tensión utilizada para medir el cortocircuito de la célula de la batería está relacionada con los siguientes factores:

1. El nivel técnico del fabricante
2. El diseño estructural de la propia batería
3. Material del diafragma de la batería
4. La finalidad de la batería

Diferentes empresas utilizan diferentes tensiones, pero muchas empresas utilizan la misma tensión independientemente del tamaño y la capacidad del modelo. Los factores anteriores pueden ordenarse de mayor a menor: 1>4>3>2, es decir, el nivel tecnológico de la empresa determina la tensión de cortocircuito.

En términos sencillos, el principio de avería es que si hay algunos factores potenciales de cortocircuito entre la pieza polar y el diafragma, como polvo, partículas, grandes orificios del diafragma, rebabas, etc., podemos llamarlo eslabón débil.

A una tensión fija más alta, estos enlaces débiles hacen que la resistencia interna de contacto entre el cátodo y los ánodos sea menor que en otros lugares, y es fácil ionizar el aire para generar arcos;

O los polos catódico y anódico se han cortocircuitado, y los puntos de contacto son pequeños. En condiciones de alta tensión, estos pequeños puntos de contacto tienen una gran corriente que pasa a través de ellos instantáneamente, y la energía eléctrica se convierte instantáneamente en energía térmica, haciendo que el diafragma se funda o se rompa instantáneamente.

¿Cómo afecta la granulometría del material a la corriente de descarga?

En pocas palabras, cuanto menor es el tamaño de las partículas, mejor es la conductividad, y cuanto mayor es el tamaño de las partículas, peor es la conductividad. Naturalmente, los materiales de gran aumento suelen ser partículas pequeñas de gran estructura y conductividad. Sólo se analiza teóricamente que es muy difícil mejorar la conductividad de los materiales de tamaño de partícula pequeño, especialmente los materiales a nanoescala, y la compactación de los materiales de partícula pequeña será relativamente pequeña, es decir, la capacidad de volumen es pequeña.

¿Por qué las piezas polares del cátodo y el ánodo tienen un rebote tan grande?

¿Por qué las piezas polares del cátodo y del ánodo tienen un rebote tan grande después de alinear los rodillos?

Hay dos factores de influencia esenciales: el material y el proceso.

1. El rendimiento del material determina el coeficiente de rebote, y diferentes materiales tienen diferentes coeficientes de rebote; el mismo material, diferentes fórmulas, diferentes coeficientes de rebote; el mismo material, la misma fórmula, diferente espesor de la pastilla, diferentes coeficientes de rebote;

2.Si el procedimiento del proceso no está bien controlado, también causará rebote. Tiempo de almacenamiento, temperatura, presión, humedad, método de acumulación, tensión interna, equipo y así sucesivamente.

¿Cómo resolver el problema de fugas de la pila cilíndrica?

El cilindro se cierra y se forma, y se sella después de la inyección de líquido. Por lo tanto, el sellado se convierte naturalmente en la dificultad del sellado cilíndrico. En la actualidad, existen probablemente los siguientes métodos para batería cilíndrica de iones de litio sellado:

1. Sello de soldadura láser
2. Junta de estanqueidad
3. Sello de cola
4. Sellado por vibración ultrasónica
5. Una combinación de dos o más de los tipos de sellado anteriores
6. Otros métodos de sellado

Varias causas de fugas:

1. Un sellado inadecuado provoca fugas de líquido, normalmente el sellado está deformado y el sellado está contaminado, lo que pertenece a un sellado deficiente.
2. La estabilidad de la junta también es un factor a tener en cuenta, es decir, la inspección es cualificada al sellar, pero la junta se daña fácilmente, lo que provoca fugas de líquido.
3. El gas se produce durante la formación o la prueba, alcanzando la tensión máxima que la junta puede soportar, impactando en la junta y provocando una fuga de líquido. La diferencia con el segundo punto es que el segundo pertenece a la fuga de productos defectuosos, y el tercer punto pertenece al tipo destructivo de fuga, es decir, la junta está cualificada, pero la presión interna es demasiado alta para dañar la junta.
4. Otras vías de fuga. La solución concreta depende de la causa de la fuga. Siempre que se encuentre la causa, es fácil solucionarla. La dificultad es que es difícil encontrar la causa, porque el efecto de sellado del cilindro es difícil de probar, y la mayoría de ellos son de tipo destructivo, que se utilizan para la inspección al azar.

¿Afecta el exceso de electrolito al rendimiento de la batería?

Hay varias situaciones en las que el electrolito no rebosa:

1. El electrolito es el adecuado
2. Hay un ligero exceso de electrolito
3. Hay un gran exceso de electrolito, pero no ha llegado al límite
4. Hay un gran exceso de electrolito, que está cerca del límite
5. Está lleno hasta los topes y puede sellarse

El primer caso es ideal y no tiene nada de malo. En el segundo caso, un ligero exceso es a veces un problema de precisión, y a veces es un problema de diseño, y generalmente el diseño es excesivo. En el tercer caso, no hay ningún problema, sólo un derroche de costes.

La cuarta situación es un poco más peligrosa. Debido a que la batería será utilizada o probada por varias razones: hacer que el electrolito se descomponga y genere algo de gas; la batería se calentará y generará expansión térmica;

Las dos situaciones anteriores pueden provocar fácilmente el abombamiento (también llamado deformación) o la fuga de líquido de la batería, lo que aumenta el peligro para la seguridad de la batería.

La quinta situación es en realidad una versión mejorada de la cuarta, y el peligro es aún mayor. Para exagerar un poco más, el líquido también puede convertirse en la batería. Es decir, introduzca el cátodo y los ánodos en un recipiente que contenga una gran cantidad de electrolito (por ejemplo, un vaso de precipitados de 500ML).

En este momento, el cátodo y los ánodos se pueden cargar y descargar, y también es una batería, por lo que el exceso de electrolito aquí no es un poco . El electrolito es sólo un medio conductor. Sin embargo, el volumen de la batería es limitado. Dentro del volumen limitado, es natural considerar las cuestiones de la utilización del espacio y la deformación.

¿El llenado insuficiente de electrolito provocará cáscaras de tambor?

Depende de la cantidad de electrolito que se inyecte.

1. Si la célula de la batería está completamente empapada por el electrolito, pero no hay residuos, la batería no se abombará después de dividir la capacidad;
2. Si la célula de la batería está completamente empapada por el electrolito, queda una pequeña parte, pero la cantidad de líquido inyectado es inferior a la exigida por el fabricante, y la carcasa de la batería dividida no se abombará en este momento;
3. Si la célula está completamente empapada por el electrolito, queda una gran cantidad de electrolito, pero los requisitos del fabricante en cuanto a la cantidad de inyección de líquido son superiores a los reales. En este momento, la llamada inyección insuficiente de líquido es sólo un concepto del fabricante, y no puede ser cierto. Responda a la adecuación del volumen real de inyección de líquido de la batería, y la batería de capacidad insuficiente no se abulta;
4. Inyección de fluido sustancialmente insuficiente. También depende del grado. Si el electrolito apenas puede infiltrarse en la célula de la batería, la envoltura puede o no abombarse después de dividir la capacidad, pero la probabilidad de que la envoltura de la batería se divida es mayor. Si el volumen de inyección de líquido de la célula de la batería es muy insuficiente, la energía eléctrica de la batería no podrá convertirse en energía química durante la formación. En este momento, la probabilidad de que la cáscara de la célula de la batería subcapacidad es casi 100%.

Entonces, se puede hacer el siguiente resumen: Suponiendo que el volumen de inyección de líquido óptimo real de la batería es Mg, y el volumen de inyección de líquido es demasiado pequeño, se puede dividir en las siguientes situaciones:

1. Volumen de inyección de líquido = M: la pila es normal
2. El volumen de inyección de líquido es ligeramente inferior a M: la capacidad de la batería no es suficiente para abombar la carcasa, la capacidad puede ser normal, o ligeramente inferior al valor de diseño, la probabilidad de que circule la carcasa abombada aumentará, y el rendimiento del ciclo se deteriorará;
3. La cantidad de inyección de líquido es mucho menor que M: la tasa de cáscara de la batería es bastante alta, la batería tiene poca capacidad y la estabilidad del ciclo es extremadamente pobre. Generalmente, la capacidad es inferior a 80% en decenas de semanas.
4. M=0, la pila no tiene carcasa ni capacidad.