10 grandes problemas na produção de baterias de lítio

Qual é a razão para os buracos no revestimento do ânodo?

O aparecimento de furos deve ser causado pelos seguintes factores

1. O material da folha não está limpo;
2. O agente condutor não está disperso;
3. O material principal do ânodo de bateria de iões de lítio não está disperso;
4. Existem impurezas em alguns ingredientes da fórmula;
5. As partículas do agente condutor são irregulares e difíceis de dispersar;
6. As partículas do ânodo são irregulares e difíceis de dispersar;
7. O próprio material da fórmula tem problemas de qualidade;
8. O recipiente de mistura não é limpo, o que resulta em resíduos de pó seco no recipiente.

Para evitar os problemas acima referidos, é necessário utilizar em primeiro lugar um processo de mistura adequado para resolver a ligação entre o material ativo e o coletivo metálico, e para evitar a desempoeiramento artificial na produção de placas de bateria e na montagem da bateria. A adição de alguns aditivos que não afectam o desempenho da bateria durante o processo de revestimento pode efetivamente melhorar alguns desempenhos da peça do pólo.

Naturalmente, a adição destes ingredientes ao eletrólito pode obter o efeito de consolidação. A alta temperatura local do diafragma é causada pela não homogeneidade da peça do pólo. Em termos estritos, trata-se de um micro-circuito curto. O micro curto-circuito provoca uma temperatura local elevada e pode causar a remoção do pó do ânodo.

Quais são as razões para a resistência interna excessiva da bateria?

Processo:

1. Demasiado pouco agente condutor nos ingredientes do cátodo (a condutividade entre os materiais não é boa, porque a condutividade do lítio-cobalto em si é muito fraca)
2. Demasiado aglutinante nos ingredientes do cátodo. (Os aglutinantes são geralmente bateria de polímero de lítio materiais com fortes propriedades de isolamento)
3. Há demasiado aglutinante nos ingredientes do ânodo. (Os aglutinantes são geralmente materiais poliméricos com fortes propriedades de isolamento)
4. Os ingredientes estão dispersos de forma irregular.
5. O solvente do aglutinante não está completo durante a dosagem. (Não completamente solúvel em NMP, água)
6. O desenho da densidade da superfície de desenho do revestimento é demasiado grande. (Grande distância de migração de iões)
7. A densidade de compactação é demasiado grande e a compactação do rolo é demasiado apertada. (O rolamento é demasiado morto e algumas estruturas de material ativo são destruídas)
8. Os separadores catódicos não são soldados com firmeza e aparecem soldaduras falsas.
9. A soldadura ou rebitagem da aba do ânodo não é forte, e a soldadura e dessoldadura são fracas.
10. O enrolamento não está apertado e o núcleo do enrolamento está solto. (Aumentar a distância entre as placas do cátodo e do ânodo)
11. A soldadura entre a orelha catódica e o invólucro não é firme.
12. A soldadura entre o ânodo e o poste não é forte.
13. A temperatura de cozedura da bateria é demasiado elevada e a membrana encolhe. (o tamanho do poro do diafragma encolhe)
14. A quantidade de injeção de líquido é demasiado pequena (a condutividade diminui e a resistência interna aumenta rapidamente após o ciclo!)
15. O tempo de armazenamento após a injeção do líquido é demasiado curto e o eletrólito não é totalmente infiltrado
16. Não totalmente ativado durante a formação.
17. Demasiada fuga de eletrólito durante o processo de formação.
18. O controlo da humidade no processo de produção não é rigoroso e a bateria expande-se.
19. A tensão de carga da bateria está definida para um valor demasiado elevado, o que resulta numa sobrecarga.
20. O ambiente de armazenamento das baterias não é razoável.

Materiais:

1. O materiais catódicos têm elevada resistência. (Baixa condutividade, como o fosfato de lítio e ferro)
2. Efeito do material do diafragma (espessura do diafragma, porosidade reduzida, tamanho reduzido dos poros)
3. Influência do material eletrolítico. (pequena condutividade, alta viscosidade)
4. A influência do material PVDF do cátodo. (uma grande quantidade ou um grande peso molecular)
5. A influência do material condutor do cátodo. (fraca condutividade, elevada resistência)
6. A influência dos materiais dos separadores do cátodo e do ânodo (espessura fina, fraca condutividade, espessura irregular, fraca pureza do material)
7. A folha de cobre e o material da folha de alumínio têm uma fraca condutividade ou óxidos na superfície.
8. A resistência interna do contacto rebitada do pólo da placa de cobertura é relativamente grande.
9. O material do ânodo tem uma resistência elevada. Outros aspectos
10. O desvio do instrumento de teste da resistência interna.
11. Manipulação humana.

A que se deve prestar atenção quando o revestimento do elétrodo é irregular?

Em primeiro lugar, é necessário compreender claramente os factores que afectam a densidade da superfície e os factores que afectam o valor estável da densidade da superfície, para que o problema possa ser resolvido de forma orientada.

Os factores que afectam a densidade da área de revestimento são:

1. Factores do próprio material
2. Receita
3. Agitar a mistura
4. Ambiente de revestimento
5. Gume de faca
6. Viscosidade da lama
7. Velocidade de deslocação do elétrodo
8. Nivelamento da superfície
9. Precisão da máquina de revestimento
10. Potência do forno
11. Tensão do revestimento, etc...

Factores que afectam a uniformidade das peças do poste:

1. Qualidade da lama
2. Viscosidade da lama
3. Velocidade de marcha
4. Tensão da folha
5. Método da balança de tensão
6. Comprimento de tração do revestimento
7. Ruído
8. Planicidade da superfície
9. Nivelamento do gume da faca
10. Planura da folha, etc...

O acima exposto é apenas uma lista de alguns factores, e as razões específicas devem ser analisadas por si próprias, e os factores que causam a densidade anormal da superfície devem ser eliminados de forma orientada.

Porquê utilizar folha de alumínio e folha de cobre para os colectores de corrente

1. Ambos são utilizados como colectores de corrente porque têm uma boa condutividade e uma textura macia (talvez isto também conduza à ligação), e são relativamente comuns e baratos. Ao mesmo tempo, pode formar-se uma camada de película protetora de óxido na superfície de ambos. .

2. A camada de óxido na superfície do cobre é um semicondutor e os electrões são condutores. A camada de óxido é demasiado espessa e a impedância é grande;

A camada de óxido de alumínio na superfície do alumínio é um isolante, e a camada de óxido não pode conduzir eletricidade, mas como é muito fina, realiza a condução eletrónica através do efeito de túnel. Se a camada de óxido for mais espessa, a condutividade da folha de alumínio é fraca, ou mesmo isolada.

Em geral, é preferível limpar a superfície do coletor de corrente antes de o utilizar. Por um lado, pode remover manchas de óleo e, ao mesmo tempo, remover a camada espessa de óxido.

3. O potencial catódico é elevado e a fina camada de óxido de alumínio é muito densa, o que pode impedir a oxidação do coletor de corrente. A camada de óxido da folha de cobre é mais solta. Para evitar a sua oxidação, é melhor ter um potencial mais baixo. Ao mesmo tempo, é difícil para o Li formar uma liga de intercalação de lítio com Cu a um potencial baixo.

No entanto, se a superfície do cobre estiver fortemente oxidada, o Li intercalará o lítio com o óxido de cobre a um potencial ligeiramente superior. As folhas de Al não podem ser utilizadas como ânodos, e a liga LiAl ocorrerá a baixos potenciais.

4. O coletor de corrente requer componentes puros. A composição impura do Al conduzirá a uma película de superfície incompacta e à corrosão por picadas, e mesmo os danos da película de superfície conduzirão à formação da liga LiAl. A malha de cobre é limpa com bissulfato, depois lavada com água desionizada e depois cozida. A malha de alumínio é limpa com sal de amoníaco, depois lavada com água desionizada e depois cozida. O efeito condutor da pulverização da malha é bom.

Qual é o princípio de rutura de alta tensão do aparelho de teste de curto-circuito?

A intensidade da tensão utilizada para medir o curto-circuito da célula da bateria está relacionada com os seguintes factores

1. O nível técnico do fabricante
2. A conceção estrutural da própria bateria
3. Material do diafragma da bateria
4. O objetivo da pilha

Diferentes empresas utilizam tensões diferentes, mas muitas empresas utilizam a mesma tensão independentemente do tamanho e da capacidade do modelo. Os factores acima referidos podem ser organizados por ordem de pesados para leves: 1>4>3>2, ou seja, o nível tecnológico da empresa determina a tensão de curto-circuito.

Em termos simples, o princípio da avaria é que, se existirem alguns factores potenciais de curto-circuito entre a peça polar e o diafragma, tais como pó, partículas, grandes orifícios do diafragma, rebarbas, etc., podemos chamar-lhe um elo fraco.

Com uma tensão fixa mais elevada, estes elos fracos fazem com que a resistência interna de contacto entre o cátodo e os ânodos seja menor do que noutros locais, sendo fácil ionizar o ar para gerar arcos;

Ou os pólos do cátodo e do ânodo foram curto-circuitados e os pontos de contacto são pequenos. Em condições de alta tensão, estes pequenos pontos de contacto são atravessados instantaneamente por uma grande corrente e a energia eléctrica é instantaneamente convertida em energia térmica, fazendo com que a membrana derreta ou se parta instantaneamente.

Como é que o tamanho das partículas do material afecta a corrente de descarga?

Simplificando, quanto menor for o tamanho das partículas, melhor será a condutividade, e quanto maior for o tamanho das partículas, pior será a condutividade. Naturalmente, os materiais de alta ampliação são geralmente partículas pequenas de alta estrutura com alta condutividade. É apenas teoricamente analisado que é muito difícil melhorar a condutividade de materiais de tamanho de partículas pequenas, especialmente materiais em nanoescala, e a compactação de materiais de partículas pequenas será relativamente pequena, ou seja, a capacidade de volume é pequena.

Porque é que as peças dos pólos catódico e anódico têm um ressalto tão grande?

Porque é que as peças do pólo catódico e do ânodo têm um ressalto tão grande depois de os rolos estarem alinhados?

Existem dois factores de influência essenciais: o material e o processo.

1. O desempenho do material determina o coeficiente de ressalto, e diferentes materiais têm diferentes coeficientes de ressalto; O mesmo material, diferentes formulações, diferentes coeficientes de ressalto; o mesmo material, a mesma fórmula, diferentes espessuras de comprimidos, diferentes coeficientes de ressalto;

2. se o procedimento do processo não for bem controlado, também causará rebote. Tempo de armazenamento, temperatura, pressão, humidade, método de acumulação, tensão interna, equipamento e assim por diante.

Como resolver o problema de fuga de uma pilha cilíndrica?

O cilindro é fechado e formado, e é selado após a injeção de líquido. Por conseguinte, a vedação torna-se naturalmente a dificuldade da vedação cilíndrica. Atualmente, existem provavelmente os seguintes métodos para bateria cilíndrica de iões de lítio selagem:

1. Selo de soldadura a laser
2. Anel de vedação
3. Cola de vedação
4. Vedação por vibração ultra-sónica
5. Uma combinação de dois ou mais dos tipos de vedação acima referidos
6. Outros métodos de selagem

Várias causas de fugas:

1. Uma vedação inadequada provoca fugas de líquido, geralmente a vedação está deformada e a vedação está contaminada, o que pertence a uma vedação deficiente.
2. A estabilidade da vedação também é um fator, ou seja, a inspeção é qualificada ao vedar, mas a vedação é facilmente danificada, resultando em fugas de líquido.
3. O gás é produzido durante a formação ou o ensaio, atingindo a tensão máxima que o vedante pode suportar, afectando o vedante e provocando fugas de líquido. A diferença em relação ao segundo ponto é que o segundo ponto pertence à fuga de produtos defeituosos e o terceiro ponto pertence ao tipo de fuga destrutiva, ou seja, o vedante é qualificado, mas a pressão interna é demasiado elevada para danificar o vedante.
4. Outras formas de fuga. A solução específica depende da causa da fuga. Desde que a causa seja encontrada, é fácil de a resolver. A dificuldade é que é difícil encontrar a causa, porque o efeito de vedação do cilindro é difícil de testar, e a maioria deles são tipos destrutivos, que são usados para inspeção aleatória.

O excesso de eletrólito afecta o desempenho da bateria?

Existem várias situações em que o eletrólito não transborda:

1. O eletrólito é o ideal
2. Existe um ligeiro excesso de eletrólito
3. Existe um grande excesso de eletrólito, mas ainda não atingiu o limite
4. Existe um grande excesso de eletrólito, que está próximo do limite
5. Está cheio até ao limite e pode ser selado

O primeiro caso é ideal e não há nada de errado com ele. No segundo caso, um ligeiro excesso é, por vezes, um problema de precisão, por vezes é um problema de conceção e, geralmente, a conceção é excessiva. No terceiro caso, não há qualquer problema, apenas um desperdício de custos.

A quarta situação é um pouco mais perigosa. Porque a bateria será utilizada ou testada por várias razões: o eletrólito decompõe-se e gera algum gás; a bateria aquece e gera expansão térmica;

As duas situações acima referidas podem facilmente causar o abaulamento (também designado por deformação) ou a fuga de líquido da bateria, o que aumenta o risco de segurança da bateria.

A quinta situação é, de facto, uma versão melhorada da quarta situação, e o perigo é ainda maior. Para exagerar um pouco mais, o líquido pode também tornar-se a bateria. Ou seja, inserir o cátodo e os ânodos num recipiente que contenha uma grande quantidade de eletrólito (por exemplo, um copo de 500 ml).

Neste momento, o cátodo e os ânodos podem ser carregados e descarregados, e é também uma bateria, pelo que o excesso de eletrólito aqui não é pouco. O eletrólito é apenas um meio condutor. No entanto, o volume da bateria é limitado. Dentro do volume limitado, é natural considerar as questões da utilização do espaço e da deformação.

O enchimento insuficiente do eletrólito pode provocar a formação de cascas de tambor?

Depende da quantidade de eletrólito injetado.

1. Se a célula da bateria estiver completamente embebida pelo eletrólito, mas não houver resíduos, a bateria não ficará inchada após a divisão da capacidade;
2. Se a célula da bateria estiver completamente embebida pelo eletrólito, resta uma pequena parte, mas a quantidade de líquido injetado é inferior ao requisito do fabricante, e o invólucro da bateria dividida não irá inchar neste momento;
3. Se a célula estiver completamente encharcada pelo eletrólito, há uma grande quantidade de eletrólito restante, mas os requisitos do fabricante para a quantidade de injeção de líquido são maiores do que o real. Neste momento, a chamada injeção insuficiente de líquido é apenas um conceito do fabricante, e não pode ser verdade. Responda à adequação do volume real de injeção de líquido da bateria, e a bateria de subcapacidade não aumenta;
4. Injeção de fluido substancialmente insuficiente. Também depende do grau. Se o eletrólito mal conseguir infiltrar-se na célula da bateria, o invólucro pode ou não inchar após a divisão da capacidade, mas a probabilidade de o invólucro da bateria ser dividido é maior. Se o volume de injeção de líquido da célula da bateria for seriamente insuficiente, então a energia eléctrica da bateria não pode ser convertida em energia química durante a formação. Neste momento, a probabilidade da casca da célula da bateria de sub-capacidade é quase 100%.

Em seguida, pode ser feito o seguinte resumo: Assumindo que o volume de injeção de líquido ideal real da bateria é Mg, e o volume de injeção de líquido é demasiado pequeno, pode ser dividido nas seguintes situações:

1. Volume de injeção de líquido = M: a bateria é normall
2. O volume de injeção de líquido é ligeiramente inferior a M: a capacidade da bateria não é suficiente para fazer inchar o invólucro, a capacidade pode ser normal, ou ligeiramente inferior ao valor de projeto, a probabilidade de circulação do invólucro abaulado aumentará e o desempenho do ciclo deteriorar-se-á;
3. A quantidade de injeção de líquido é muito menor do que M: a taxa de revestimento da bateria é bastante elevada, a bateria tem baixa capacidade e a estabilidade do ciclo é extremamente fraca. Geralmente, a capacidade é inferior a 80% em dezenas de semanas.
4. M=0, a pilha não tem invólucro nem capacidade.