Pam Mae Celloedd Pouch yn Chwyddo?

Mae yna lawer o resymau pam mae batris ion cwdyn yn chwyddo. Yn seiliedig ar brofiad ymchwil a datblygu arbrofol, gellir categoreiddio achosion chwyddo yn dri math: yn gyntaf, cynnydd mewn trwch a achosir gan ehangu taflenni electrod batri yn ystod beicio; yn ail, chwyddo a achosir gan gynhyrchu nwy o ganlyniad i ddadelfennu ocsideiddiol yr electrolyte; ac yn drydydd, chwydd a achosir gan ddiffygion gweithgynhyrchu, megis lleithder yn mynd i mewn oherwydd selio gwael neu ddifrod ar gorneli'r gell.

Mae'r prif ffactorau sy'n gyrru newidiadau mewn trwch batri yn amrywio ar draws gwahanol gemegau batri. Er enghraifft, mewn batris sy'n defnyddio anodau titanate lithiwm (LTO), cynhyrchu nwy yw prif achos chwyddo; mewn cyferbyniad, ar gyfer batris ag anodau graffit, mae ehangu taflen electrod a chynhyrchu nwy yn cyfrannu at chwyddo.

Trafodaeth ar Ffactorau a Mecanweithiau Sy'n Effeithio ar Ehangu Anod Graffit

Mae'r cynnydd mewn trwch celloedd wrth wefru batris ïon lithiwm yn cael ei briodoli'n bennaf i ehangu'r anod; dim ond 2-4% yw cyfradd ehangu'r catod. Mae anodau fel arfer yn cynnwys graffit, rhwymwr, a charbon dargludol, gyda'r deunydd graffit ei hun yn arddangos cyfradd ehangu o tua 10%. Mae'r ffactorau allweddol sy'n dylanwadu ar gyfradd ehangu anodau graffit yn cynnwys ffurfio ffilm SEI (Solid Electrolyte Interphase), cyflwr tâl (SOC), paramedrau proses, a newidynnau eraill.

(1) Ffurfio Ffilm SEI
Yn ystod y cylch gwefru cychwynnol o batri ïon lithiwm, mae adwaith lleihau yn digwydd rhwng yr electrolyte a'r gronynnau graffit ar y rhyngwyneb hylif solet, gan ffurfio haen goddefol (y ffilm SEI) dros y deunydd electrod. Mae ffurfio'r ffilm SEI yn arwain at gynnydd sylweddol mewn trwch anod, gan gyfrannu at gynnydd cyffredinol mewn trwch celloedd o tua 4%. Yn ystod beicio-tymor hir, mae strwythur ffisegol ac arwynebedd arwyneb penodol y graffit yn dylanwadu ar broses ddeinamig sy'n cynnwys diddymu'r SEI presennol a ffurfio SEI newydd; er enghraifft, mae graffit naddion yn dangos cyfradd ehangu uwch na graffit sfferig.

(2) Cyflwr Cyhuddiad (SOC)
Yn ystod y broses feicio, mae ehangiad cyfaint yr anod graffit yn dangos perthynas swyddogaethol gyfnodol gref â SOC y gell. Yn benodol, mae'r gyfrol yn ehangu'n raddol wrth i ïonau lithiwm ymdoddi i'r graffit (gan gynyddu SOC y gell); i'r gwrthwyneb, pan fydd ïonau lithiwm yn dad-yn cydblethu o'r anod graffit, mae SOC y gell yn lleihau, ac mae cyfaint anod graffit yn crebachu yn unol â hynny.

(3) Paramedrau Proses
O ran paramedrau proses, mae dwysedd cywasgu yn effeithio'n sylweddol ar yr anod graffit. Yn ystod gwasgu oer y daflen electrod, mae straen cywasgol sylweddol yn datblygu o fewn yr haen cotio anod graffit; mae'n anodd lleddfu'r straen hwn yn llawn yn ystod camau dilynol megis pobi tymheredd uchel. Yn ystod y cylchred rhyddhau gwefr, mae effeithiau cyfunol lithiwm-intercalation/de-intercalation/de{5}}intercalation/de-chwyddo a achosir gan y rhwymwr yn achosi i'r straen o fewn y gorchudd gael ei ryddhau, gan arwain at ehangu cynyddol. Ar ben hynny, mae'r dwysedd cywasgu yn pennu cyfaint y gwagle yn y cotio anod. Gall cyfaint gwag mawr ddarparu ar gyfer ehangu'r daflen electrod yn effeithiol.

I'r gwrthwyneb, os yw'r cyfaint gwag yn fach, nid oes digon o le i amsugno'r ehangiad; o ganlyniad, mae'r ehangiad yn cael ei orfodi tuag allan, gan amlygu fel cynnydd yng nghyfaint cyffredinol y daflen anod.

(4) Ffactorau Eraill
Mae ffactorau eraill sy'n dylanwadu ar ehangu anod yn cynnwys cryfder adlyniad rhwymwr (yn benodol yr adlyniad rhyngwynebol rhwng y rhwymwr, gronynnau graffit, carbon dargludol, a'r casglwr presennol), cyfraddau rhyddhau tâl, ymddygiad chwydd y rhwymwr yn yr electrolyte, siâp a dwysedd pacio'r gronynnau graffit, a chynnydd mewn cyfaint electrod o ganlyniad i ddiraddio'r rhwymwr yn ystod beicio.

Mae Acey New Energy yn arbenigo mewn ymchwilio a gweithgynhyrchu offer pen uchel ar gyfer batris ïon lithiwm. Gallwn ddarparu datrysiad un stop ar gyfer graddfa labordyllinell gynhyrchu batriar gyfer batri silindrog, cell darn arian, cell cwdyn

Mae cynhyrchu nwy o fewn y batri yn achos mawr arall o chwyddo.

Mae batris yn profi graddau amrywiol o gynhyrchu nwy a chwyddo yn ystod beicio ar dymheredd ystafell neu dymheredd uchel, yn ogystal ag yn ystod storio tymheredd uchel.

Yn ystod y cylch rhyddhau gwefr cychwynnol, mae ffilm Interphase Electrolyte Solid (SEI) yn ffurfio ar wyneb yr electrod. Mae ffurfio haen SEI (Solid Electrolyte Interphase) ar yr anod yn bennaf yn deillio o ddadelfennu gostyngol EC (Ethylene Carbonate); mae cynhyrchu symiau sylweddol o CO a C2H4 yn cyd-fynd â chynhyrchu lithiwm alcyl a Li2CO3. Mae toddyddion fel DMC (Dimethyl Carbonate) ac EMC (Ethyl Methyl Carbonate) hefyd yn cyfrannu at ffurfio ffilm, gan gynhyrchu RLiCO3 a ROLi ochr yn ochr â nwyon fel CH4, C2H6, C3H8, a CO. Ar gyfer celloedd cwdyn LiFePO4, mae chwyddo nwy yn fwyaf difrifol ar ôl cwblhau'r cylch codi tâl cychwynnol 0.1C.

Mae'n amlwg bod ffurfio SEI yn anochel yn cyd-fynd â chynhyrchu symiau sylweddol o nwy. Mae presenoldeb amhureddau H2O yn ansefydlogi'r bondiau P-F yn LiPF6, gan arwain at ffurfio HF; mae hyn yn ansefydlogi'r system batri ac yn cynhyrchu nwy. Mae H2O gormodol yn defnyddio ïonau Li+, gan gynhyrchu LiOH, LiO2, a H2, sydd hefyd yn arwain at esblygiad nwy. Mae cynhyrchu nwy hefyd yn digwydd yn ystod storio a chylchrediad gwefru hir; mewn batris ïon lithiwm wedi'u selio, mae crynhoad nwy sylweddol yn achosi chwyddo, gan amharu ar berfformiad batri a byrhau ei fywyd gwasanaeth. Mae'r prif resymau dros gynhyrchu nwy yn ystod storio fel a ganlyn:

(1) Mae H2O sy'n bresennol yn y system batri yn arwain at ffurfio HF, sy'n niweidio'r haen SEI. Gall ocsigen (O2) yn y system ocsideiddio'r electrolyte, gan arwain at gynhyrchu symiau mawr o CO2;
(2) Os yw'r haen SEI a ffurfiwyd yn ystod activation cychwynnol (ffurfio) yn ansefydlog, gall ddiraddio yn ystod storio; mae atgyweiriad dilynol yr haen SEI yn rhyddhau nwyon sy'n cynnwys hydrocarbonau yn bennaf. Yn ystod{2}}cyhuddo tymor hir-beicio rhyddhau, gall newidiadau yn adeiledd crisialog y deunydd catod a dosbarthiad potensial nad yw'n unffurf ar draws arwyneb yr electrod achosi potensial uchel lleol. Mae hyn yn lleihau sefydlogrwydd yr electrolyte ar y rhyngwyneb electrod; mae tewychu parhaus y ffilm arwyneb yn cynyddu ymwrthedd rhyngwynebol, gan godi'r potensial adwaith ymhellach. Mae hyn yn sbarduno dadelfeniad electrolyte a chynhyrchu nwy, tra gall y deunydd catod ei hun hefyd ryddhau nwy.

Mae batris yn dangos graddau amrywiol o chwyddo yn dibynnu ar eu systemau cemegol. Mewn batris sy'n defnyddio anodau graffit, prif achosion cynhyrchu nwy a chwyddo yw-fel y crybwyllwyd yn flaenorol-ffurfiant haenau SEI, cynnwys lleithder gormodol yn y gell, anomaleddau yn y broses ffurfio, a selio gwael. Mewn cyferbyniad, o fewn y system anod titanate lithiwm (LTO), mae'r diwydiant yn gyffredinol yn priodoli cynhyrchu nwy mewn batris Li4Ti5O12 i duedd gynhenid ​​y deunydd i amsugno lleithder, er nad oes tystiolaeth bendant i gadarnhau'r rhagdybiaeth hon.

1. selio gwael:Mae nifer yr achosion o gelloedd chwyddedig a achosir gan ddiffygion selio wedi gostwng yn sylweddol. Gall diffygion ddigwydd ar unrhyw ochr selio, gyda selio uchaf a seliau degassing yw'r meysydd problem mwyaf cyffredin; materion selio uchaf fel arfer yn cynnwys yr ardal tab, tra bod materion degassing yn aml yn cynnwys delamination. Mae selio gwael yn caniatáu i leithder atmosfferig fynd i mewn i'r gell, gan sbarduno dadelfeniad electrolyte a chynhyrchu nwy.

2. difrod wyneb cwdyn:Yn ystod llif y llinell gynhyrchu, gall y cwdyn gynnal difrod damweiniol neu ddynol (fel tyllau pin), gan ganiatáu i leithder dreiddio i'r tu mewn i'r gell.

3. difrod cornel:Oherwydd dadffurfiad penodol yr haen alwminiwm yn y corneli plygu, gall symudiad y bag nwy droi'r gornel, gan niweidio'r alwminiwm (mae celloedd mwy â bagiau nwy mwy yn fwy tueddol o hyn) a chyfaddawdu ar y rhwystr lleithder. Gall rhoi tâp crêp neu adlyn toddi poeth ar y corneli helpu i liniaru'r risg hon. At hynny, gwaherddir trin celloedd gan y bag nwy ar ôl selio uchaf; rhaid cymryd gofal arbennig yn ystod y llawdriniaeth i atal y celloedd rhag siglo tra ar raciau heneiddio.

4. Cynnwys lleithder gormodol mewnol:Os bydd lefelau lleithder yn uwch na'r terfynau, mae'r electrolyte'n diraddio, gan arwain at gynhyrchu nwy ar ôl ffurfio neu ddadnwyo. Mae achosion sylfaenol lleithder mewnol gormodol yn cynnwys: cynnwys lleithder uchel yn yr electrolyte, cynnwys lleithder uchel yn y gell noeth ar ôl pobi, a lleithder gormodol yn yr ystafell sych. Os amheuir mai lleithder gormodol yw achos y chwyddo, gellir cynnal gwiriad olrhain prosesau.

5. Anomaleddau proses ffurfio:Gall gweithdrefnau ffurfio anghywir arwain at chwyddo celloedd.

6. haen SEI ansefydlog:Gall ychydig o chwydd ddigwydd yn ystod y cylchoedd gwefru o brofi cynhwysedd. 7. Gor-wefru/Gor-ollwng-rhyddhau: Oherwydd diffygion yn y broses, yr offer neu'r bwrdd cylched amddiffyn (PCB), mae'r gell batri yn cael ei gorlenwi neu'n gollwng gormodol, gan arwain at chwyddo difrifol (cynhyrchu nwy).

8. Cylchdaith Byr:Mae gwallau gweithredol sy'n achosi cyswllt rhwng y tabiau celloedd byw yn arwain at gylched fer; mae'r gell yn chwyddo, mae foltedd yn disgyn yn gyflym, ac mae'r tabiau'n mynd yn ddu.

9. Cylchdaith Byr Fewnol:Mae cylched byr rhwng yr anod a'r catod y tu mewn i'r gell yn achosi gollyngiad cyflym a chynhyrchu gwres, ynghyd â chwyddo difrifol. Mae'r achosion yn cynnwys diffygion dylunio; crebachu gwahanydd, cyrlio, neu ddifrod; camaliniad o-gelloedd; burrs tyllu y gwahanydd; pwysau gosod gormodol; neu dros{2}}gywasgu gan y peiriant selio gwres. Er enghraifft, mae lled annigonol ynghyd â chywasgu'r corff celloedd yn ormodol gan y peiriant selio gwres wedi achosi anod yn fyrhau a chwyddo cathod.

10. cyrydu:Mae cyrydiad y gell yn defnyddio'r haen alwminiwm, gan ddinistrio ei swyddogaeth rhwystr lleithder ac arwain at chwyddo.

11. Degassing gwactod annormal:Mae problemau system neu offer yn arwain at lefelau gwactod amhriodol neu ddad-nwyo anghyflawn. Er enghraifft, os yw'r parth ymbelydredd gwres yn ystod selio gwactod yn rhy fawr, efallai y bydd yr offeryn tyllu degassing yn methu â thyllu'r cwdyn yn effeithiol, gan arwain at echdynnu nwy anghyflawn.

Mae atal cynhyrchu nwy annormal yn gofyn am fynd i'r afael â phrosesau dylunio a gweithgynhyrchu deunyddiau.

Yn gyntaf,rhaid optimeiddio systemau deunyddiau ac electrolytau i sicrhau bod ffilm Interphase Electrolyte Solid (SEI) trwchus, sefydlog yn cael ei ffurfio, gwella sefydlogrwydd deunydd catod, ac atal cynhyrchu nwy annormal.

O ran triniaeth electrolyte, mae symiau bach o ychwanegion sy'n ffurfio ffilm yn aml yn cael eu defnyddio i wneud y ffilm SEI yn fwy unffurf a thrwchus. Mae hyn yn lleihau cynhyrchu nwy a achosir gan ddatgysylltiad ffilm SEI ac adfywio yn ystod defnydd batri, a thrwy hynny liniaru chwyddo; mae dulliau o'r fath wedi'u dogfennu mewn ymchwil ac wedi'u cymhwyso'n ymarferol.

Mae ymchwil yn dangos bod y cydrannau ffilm SEI a ffurfiwyd gan EC (ethylen carbonad) a VC (carbonad finylen) yn cynnwys carbonadau alcyl lithiwm llinol. Ar dymheredd uchel, mae'r carbonadau alcyl lithiwm sydd ynghlwm wrth y carbon lithiated (LiC) yn ansefydlog ac yn dadelfennu i gynhyrchu nwyon (fel CO2), gan arwain at chwyddo batri. Mae'r ffilm SEI a ffurfiwyd gan PS yn cynnwys sulfonate alcyl lithiwm; er bod y ffilm yn cynnwys diffygion, mae ganddi strwythur dau ddimensiwn penodol ac mae'n parhau'n gymharol sefydlog ar yr wyneb LiC hyd yn oed ar dymheredd uchel. Pan ddefnyddir PS a VC ar y cyd, mae PS yn ffurfio strwythur dau ddimensiwn diffygiol ar wyneb anod ar folteddau is; wrth i'r foltedd godi, mae VC yn ffurfio carbonad alcyl lithiwm llinol sydd wedi'i strwythuro sy'n llenwi'r diffygion yn y strwythur dau ddimensiwn, gan arwain at ffilm SEI sefydlog, rhwydwaith wedi'i strwythuro ar y LiC. Mae'r math hwn o strwythur ffilm SEI yn gwella sefydlogrwydd yn sylweddol ac yn atal cynhyrchu nwy a achosir gan ddadelfennu ffilm yn effeithiol.

Ar ben hynny,mae rhyngweithiadau rhwng y deunydd catod lithiwm cobalt ocsid a'r electrolyte yn arwain at gynhyrchion dadelfennu sy'n cataleiddio dadansoddiad toddyddion electrolyte. O ganlyniad, mae gosod gorchudd arwyneb ar y deunydd catod nid yn unig yn gwella sefydlogrwydd strwythurol ond hefyd yn lleihau'r cyswllt rhwng y catod a'r electrolyte, a thrwy hynny leihau'r nwy a gynhyrchir gan weithgaredd dadelfennu catalytig y catod. Felly, mae ffurfio haen cotio sefydlog, gyfan ar wyneb gronynnau deunydd catod yn gyfeiriad mawr ar gyfer datblygiad cyfredol.

Ynni Newydd Aceyyn arbenigo mewn darparu datrysiadau un stop ar gyfer llinellau cydosod lled-awtomatig/llawn o becynnau batri lithiwm a ddefnyddir mewn ESS, UAV, E{-Beic, E-Sgwter, Power Tools, Two/Three Wheelers, Etc.llinell cydosod pecyn batri, gallwn ddarparu cymorth technegol ac arweiniad proffesiynol i chi, mae croeso i chi gysylltu â ni!

Cysylltwch nawr