10 основних проблем у виробництві літієвих батарей

У чому причина появи проколів в анодному покритті?

Поява проколів може бути викликана наступними факторами:

1. Матеріал фольги не є чистим;
2. Провідник не розсіюється;
3. Основний матеріал анод літій-іонного акумулятора не розсіюється;
4. Деякі інгредієнти у формулі містять домішки;
5. Частинки струмопровідного агента нерівномірні і важко диспергуються;
6. Частинки анода нерівномірні і важко диспергуються;
7. Сам матеріал формули має проблеми з якістю;
8. Змішувальний бак не очищується, що призводить до залишків сухого порошку в баку.

Щоб уникнути вищезазначених проблем, необхідно спочатку використовувати відповідний процес змішування, щоб вирішити проблему зв'язку між активним матеріалом і металевим колективом, а також уникати штучного знепилювання при виробництві акумуляторних пластин і складанні батареї. Додавання деяких добавок, які не впливають на продуктивність батареї під час процесу нанесення покриття, дійсно може покращити деякі характеристики полюсного елемента.

Звичайно, додавання цих інгредієнтів в електроліт може досягти ефекту консолідації. Локальна висока температура діафрагми спричинена неоднорідністю полюсної частини. Строго кажучи, це мікрокоротке замикання. Мікрокоротке замикання спричинить локальну високу температуру і може спричинити видалення порошку з анода.

Які причини надмірного внутрішнього опору акумулятора?

Процес:

1. Занадто мало провідника в катодних компонентах (провідність між матеріалами погана, тому що провідність самого літій-кобальту дуже погана)
2. Занадто багато зв'язуючого в катодних інгредієнтах. (Зв'язувальними речовинами, як правило, є полімерна батарея li матеріали з сильними ізоляційними властивостями)
3. В анодних інгредієнтах занадто багато сполучних речовин. (Зв'язуючі речовини, як правило, є полімерними матеріалами з сильними ізоляційними властивостями)
4. Інгредієнти нерівномірно розподілені.
5. Розчинник зв'язувальної речовини не є повним під час дозування. (Не повністю розчинний в NMP, воді)
6. Дизайн щільності поверхні нанесення покриття занадто великий. (Велика відстань міграції іонів)
7. Щільність ущільнення занадто велика, а ущільнення котком занадто щільне. (Укочування занадто мертве, і деякі активні структури матеріалу зруйновані)
8. Катодні вкладки приварюються неміцно, і з'являються помилкові зварні шви.
9. Зварювання або заклепка анодного виступу не є міцним, а також спостерігається слабке зварювання та відпаювання.
10. Обмотка не щільно намотана, а сердечник обмотки розхитався. (Збільшити відстань між катодними та анодними пластинами)
11. Зварювання між катодним вушком і корпусом не є міцним.
12. Зварювання анодного наконечника і полюса не є міцним.
13. Температура випікання батареї занадто висока, і діафрагма стискається. (розмір пор мембрани зменшується)
14. Кількість впорскування рідини занадто мала (провідність зменшується, а внутрішній опір швидко зростає після циклу!)
15. Час зберігання після ін'єкції рідини занадто короткий, і електроліт не повністю просочується
16. Не повністю активується під час формування.
17. Занадто великий витік електроліту під час процесу формування.
18. Контроль вологості в процесі виробництва не є суворим, і батарея розширюється.
19. Напруга зарядки акумулятора встановлена на занадто високому рівні, що призводить до перезарядки.
20. Умови зберігання акумуляторів є нерозумними.

Матеріали:

1. У "The катодні матеріали мають високий опір. (Погана провідність, наприклад, літій-залізо-фосфат)
2. Вплив матеріалу мембрани (товщина мембрани, мала пористість, малий розмір пор)
3. Вплив матеріалу електроліту. (мала провідність, висока в'язкість)
4. Вплив катодного матеріалу PVDF. (велика кількість або велика молекулярна маса)
5. Вплив катодного провідного матеріалу. (погана провідність, високий опір)
6. Вплив матеріалів катодних і анодних вкладок (тонка товщина, погана провідність, нерівномірна товщина, погана чистота матеріалу)
7. Мідна фольга, алюмінієва фольга має погану провідність або оксиди на поверхні.
8. Внутрішній опір заклепаного контакту полюса кришки відносно великий.
9. Матеріал анода має високий опір. інші аспекти
10. Відхилення приладу для вимірювання внутрішнього опору.
11. Маніпулювання людьми.

На що слід звернути увагу, якщо покриття електродів нерівномірне?

Перш за все, необхідно чітко розуміти фактори, які впливають на поверхневу густину, і фактори, які впливають на стабільне значення поверхневої густини, щоб проблему можна було вирішувати цілеспрямовано.

Фактори, що впливають на щільність площі покриття, такі:

1. Фактори самого матеріалу
2. Рецепт
3. Перемішати суміш
4. Середовище для нанесення покриттів
5. Кромка ножа
6. В'язкість суспензії
7. Швидкість переміщення електрода
8. Рівність поверхні
9. Точність машини для нанесення покриттів
10. Потужність духовки
11. Натяг покриття і т.д...

Фактори, що впливають на однорідність шматків полюсів:

1. Якість гною
2. В'язкість суспензії
3. Швидкість ходьби
4. Натяг фольги
5. Метод балансу натягу
6. Довжина тягового зусилля при нанесенні покриття
7. Шум
8. Рівність поверхні
9. Рівність кромки ножа
10. Площинність фольги тощо...

Вище наведено лише перелік деяких факторів, і конкретні причини необхідно аналізувати самостійно, а фактори, що спричиняють аномальну поверхневу щільність, слід цілеспрямовано усувати.

Навіщо використовувати алюмінієву та мідну фольгу для струмоприймачів

1. Обидва використовуються як струмоприймачі, оскільки вони мають хорошу провідність і м'яку текстуру (можливо, це також сприяє склеюванню), а також є відносно поширеними і дешевими. При цьому на поверхні обох може утворюватися шар оксидної захисної плівки. .

2. Оксидний шар на поверхні міді є напівпровідником, і електрони проводять електричний струм. Шар оксиду занадто товстий, а імпеданс великий;

Шар оксиду алюмінію на поверхні алюмінію є ізолятором, і шар оксиду не може проводити електрику, але оскільки він дуже тонкий, він реалізує електронну провідність за допомогою тунельного ефекту. Якщо шар оксиду товстіший, провідність алюмінієвої фольги погана або навіть ізольована.

Як правило, найкраще очищати поверхню струмоприймача перед використанням. З одного боку, це може видалити масляні плями і в той же час видалити товстий шар оксиду.

3. Катодний потенціал високий, а тонкий шар оксиду алюмінію дуже щільний, що може запобігти окисленню струмоприймача. Оксидний шар мідної фольги більш пухкий. Щоб запобігти його окисленню, краще мати нижчий потенціал. У той же час, Li важко утворювати літієвий інтеркаляційний сплав з міддю при низькому потенціалі.

Однак, якщо поверхня міді сильно окислена, Li буде інтеркалювати літій з оксидом міді при дещо вищому потенціалі. Алюмінієва фольга не може бути використана як анод, і легування LiAl відбуватиметься при низьких потенціалах.

4. Струмоприймач вимагає чистих компонентів. Нечистий склад Al призведе до нещільної поверхневої плівки та точкової корозії, і навіть пошкодження поверхневої плівки призведе до утворення сплаву LiAl. Мідну сітку очищають бісульфатом, потім промивають деіонізованою водою, а потім запікають. Алюмінієва сітка очищається аміачною сіллю, потім промивається деіонізованою водою, а потім запікається. Провідний ефект обприскування сітки хороший.

Який принцип пробою високої напруги тестера короткого замикання?

Наскільки висока напруга використовується для вимірювання короткого замикання елемента акумулятора, залежить від наступних факторів:

1. Технічний рівень виробника
2. Конструктивне виконання самої батареї
3. Матеріал мембрани акумулятора
4. Призначення батареї

Різні компанії використовують різні напруги, але багато компаній використовують однакову напругу незалежно від розміру та потужності моделі. Вищезазначені фактори можна розташувати в порядку від важкого до легкого: 1>4>3>2, тобто технологічний рівень компанії визначає напругу короткого замикання.

Простіше кажучи, принцип поломки полягає в тому, що якщо між полюсною частиною і мембраною є якісь потенційні фактори короткого замикання, такі як пил, частинки, великі отвори в мембрані, задирки і т.д., ми можемо назвати це слабкою ланкою.

При фіксованій, більш високій напрузі ці слабкі зв'язки роблять внутрішній опір контакту між катодом і анодами меншим, ніж в інших місцях, і легко іонізують повітря для генерації дуги;

Або полюси катода і анода були короткозамкнені, а точки контакту невеликі. В умовах високої напруги через ці маленькі точки контакту миттєво проходить великий струм, і електрична енергія миттєво перетворюється на теплову, що призводить до миттєвого розплавлення або руйнування мембрани.

Як розмір частинок матеріалу впливає на струм розряду?

Простіше кажучи, чим менший розмір частинок, тим краща провідність, і чим більший розмір частинок, тим гірша провідність. Природно, що матеріали з високим збільшенням - це, як правило, високоструктурні дрібні частинки з високою провідністю. Лише теоретично проаналізовано, що дуже важко поліпшити провідність матеріалів з малим розміром частинок, особливо нанорозмірних матеріалів, і ущільнення матеріалів з малими частинками буде відносно невеликим, тобто об'ємна ємність невелика.

Чому катодний і анодний полюси мають такий великий відскок?

Чому катодний і анодний полюси мають такий великий відскік після вирівнювання роликів?

Існує два найважливіших фактори впливу: матеріал і процес.

1. Характеристики матеріалу визначають коефіцієнт відскоку, і різні матеріали мають різні коефіцієнти відскоку; той самий матеріал, різні формули, різні коефіцієнти відскоку; той самий матеріал, та сама формула, різна товщина таблетки, різні коефіцієнти відскоку;

2. якщо технологічний процес не контролюється належним чином, це також призведе до відскоку. Час зберігання, температура, тиск, вологість, спосіб накопичення, внутрішнє напруження, обладнання тощо.

Як вирішити проблему протікання циліндричної батареї?

Циліндр закривається і формується, а після впорскування рідини він герметизується. Тому герметизація, природно, стає складністю циліндричного ущільнення. В даний час, ймовірно, існують наступні методи для циліндрична літій-іонна батарея запечатування:

1. Ущільнювач для лазерного зварювання
2. Ущільнювальне кільце
3. Клейовий ущільнювач
4. Ультразвукове вібраційне ущільнення
5. Поєднання двох або більше з перерахованих вище типів пломб
6. Інші методи герметизації

Причин протікання кілька:

1. Неналежне ущільнення призводить до витоку рідини, зазвичай ущільнення деформується і забруднюється, що відноситься до поганого ущільнення.
2. Стабільність ущільнення також є важливим фактором, тобто перевірка кваліфікована при герметизації, але ущільнення легко пошкоджується, що призводить до витоку рідини.
3. Газ утворюється під час формування або випробування, досягаючи максимального напруження, яке може витримати ущільнення, впливає на ущільнення і спричиняє витік рідини. Різниця з другим пунктом полягає в тому, що другий пункт відноситься до витоку дефектної продукції, а третій - до руйнівного типу витоку, тобто ущільнення є кваліфікованим, але внутрішній тиск є занадто високим, щоб пошкодити ущільнення.
4. Інші способи протікання. Конкретне рішення залежить від причини витоку. Якщо причину знайдено, її легко усунути. Складність полягає в тому, що важко знайти причину, тому що ущільнювальний ефект циліндра важко перевірити, і більшість з них є руйнівними типами, які використовуються для випадкового огляду.

Чи впливає надлишок електроліту на продуктивність акумулятора?

Є кілька ситуацій, коли електроліт не переливається:

1. Електроліт якраз підходить
2. Є невеликий надлишок електроліту
3. Є великий надлишок електроліту, але він не досяг межі
4. Існує великий надлишок електроліту, який близький до граничного
5. Він заповнений до межі і може бути запечатаний

Перший випадок ідеальний, і в ньому немає нічого поганого. У другому випадку невеликий надлишок іноді є проблемою точності, а іноді - проблемою дизайну, і взагалі дизайну занадто багато. У третьому випадку немає ніяких проблем, просто марна трата коштів.

Четверта ситуація трохи небезпечніша. Тому що батарея буде використовуватися або тестуватися з різних причин: електроліт розкладатиметься і виділятиметься газ; батарея нагріватиметься і спричинятиме теплове розширення;

Дві вищезгадані ситуації можуть легко спричинити випинання (також зване деформацією) або витік рідини з акумулятора, що підвищує загрозу безпеці акумулятора.

П'ята ситуація є фактично розширеною версією четвертої, і небезпека в ній ще більша. Якщо ще трохи перебільшити, то рідина також може стати акумулятором. Тобто, вставити катод і аноди в ємність, що містить велику кількість електроліту (наприклад, мензурку на 500 мл).

В цей час катод і аноди можуть заряджатися і розряджатися, а це теж акумулятор, тому надлишку електроліту тут не буває. Електроліт - це лише провідне середовище. Однак об'єм акумулятора обмежений. В рамках обмеженого об'єму природно розглядати питання використання простору і деформації.

Чи не призведе недолив електроліту до появи раковин на барабанах?

Залежить від того, наскільки мало електроліту введено.

1. Якщо елемент батареї повністю просякнутий електролітом, але не має залишків, батарея не буде роздуватися після поділу ємності;
2. Якщо елемент батареї повністю просякнутий електролітом, залишається невелика частина, але кількість введеної рідини менше, ніж вимагає виробник, і оболонка розділеної батареї в цей час не буде випинатися;
3. Якщо елемент повністю просочений електролітом, в ньому залишається велика кількість електроліту, але вимоги виробника до кількості впорскування рідини вищі, ніж фактичні. В цей час так зване недостатнє впорскування рідини - це лише концепція виробника, і вона не може відповідати дійсності. Відреагуйте на відповідність фактичного обсягу впорскування рідини в акумулятор, і акумулятор з недостатньою ємністю не випирає;
4. Значне недостатнє введення рідини. Це також залежить від ступеня. Якщо електроліт ледве проникає в акумуляторну комірку, то після поділу ємності оболонка може випинатися, а може і не випинатися, але ймовірність того, що оболонка акумулятора розділиться, вища. Якщо об'єм рідини, що вводиться в акумуляторну батарею, серйозно недостатній, то електрична енергія акумулятора не може бути перетворена в хімічну енергію під час формування. В цей час ймовірність оболонки елемента акумулятора недостатньої ємності становить майже 100%.

Тоді можна зробити наступний висновок: Якщо припустити, що фактичний оптимальний об'єм впорскування рідини в акумулятор становить Mg, а об'єм впорскування рідини занадто малий, його можна розділити на наступні ситуації:

1. Об'єм впорскування рідини = M: батарея в норміl
2. Об'єм впорскування рідини трохи менший за М: ємності акумулятора недостатньо для роздування оболонки, ємність може бути нормальною або трохи нижчою за розрахункове значення, ймовірність циркуляції роздутої оболонки збільшиться, а продуктивність циклу погіршиться;
3. Кількість впорскування рідини набагато менша, ніж у М: швидкість розряду батареї досить висока, батарея має низьку ємність, а стабільність циклу вкрай низька. Як правило, ємність менше, ніж у 80% за десятки тижнів.
4. M=0, батарея не має оболонки і не має ємності.