Основные факторы, влияющие на внутреннее сопротивление литиевой батареи

При использовании литийных батарей производительность батареи постоянно ухудшается, в основном проявляется в виде снижения емкости, увеличения внутреннего сопротивления, снижения мощности и т. д.на изменение внутреннего сопротивления батареи влияет температура, глубина разряда и другие условия использования.Поэтому в данной работе в основном рассматриваются факторы, влияющие на внутреннее сопротивление батареи, с точки зрения конструкции конструкции батареи,производительность сырья, процессы обработки и условия использования.

Влияние конструктивного проектирования

В конструкции конструкции батареи, помимо нита и сварки самой конструкции батареи, число,Размер и положение ушей батареи напрямую влияют на внутреннее сопротивление батареиДо некоторой степени увеличение числа полярных ушей может эффективно уменьшить внутреннее сопротивление батареи.Положение ушей полюса в голове положительной и отрицательной электроды имеет наибольшее внутреннее сопротивление, и по сравнению с катушной батареей, ламинированная батарея эквивалентна десяткам небольших батарей параллельно, а ее внутреннее сопротивление меньше.

Влияние сырья на производительность

1 Активный материал для положительных и отрицательных электродов

Катодный материал в литийной батарее - это сторона хранения литийного топлива, которая больше определяет производительность литийной батареи.Катодный материал в основном улучшает электронопроводность между частицами путем покрытия и допингаНапример, после допинга с Ни усиливается прочность P-O связи, структура LiFePO4/C стабилизируется, и объем кристаллической клетки оптимизируется.который может эффективно уменьшить импеданс передачи заряда материала катода.

И симуляционный анализ электрохимической модели теплового соединения показывает, что большое увеличение поляризации активации, особенно отрицательной поляризации активации электрода,является основной причиной серьезной поляризацииУменьшение размера частиц отрицательного электрода может эффективно уменьшить поляризацию активации отрицательного электрода на 45%, когда размеры частиц отрицательной электроды твердой фазы уменьшаются вдвое.Поэтому, с точки зрения конструкции батареи также необходимо улучшить материал положительного и отрицательного электродов.

2Кондуктор.

Графит и углеродный черный широко используются в области литийных батарей из-за их хорошей производительности.производительность соотношения батареи положительного электрода с добавлением проводящего агента углеродного черного лучше, поскольку проводящее вещество графита имеет морфологию частиц листа, в результате чего коэффициент обмотки поров ниже большого соотношения,который легко появляются явление, что Ли жидкой фазы диффузии процесса ограничивает емкость разряда. Батарея с CNTs имеет меньшее внутреннее сопротивление, потому что по сравнению с графитом / углеродным черным и активным материалом точки контакта,углеродная нанотрубка находится в прямом контакте с активным материалом, что может уменьшить импеданс интерфейса батареи.

Три эпизода жидкости

Снижение сопротивления интерфейса между коллектором жидкости и активным материалом и улучшение прочности связи между ними является важным средством для повышения производительности литиевой батареи.Проводящее углеродное покрытие на поверхности алюминиевой фольги и коронообразование алюминиевой фольги могут эффективно уменьшить импеданс интерфейса батареиПо сравнению с обычной алюминиевой фольгой, использование алюминиевой фольги, покрытой углеродом, может уменьшить внутреннее сопротивление батареи примерно на 65%.и может уменьшить увеличение батареи в процессе использования.

Внутреннее сопротивление переменного тока алюминиевой фольги, обработанной короной, может быть уменьшено примерно на 20%.внутреннее сопротивление постоянного тока небольшое, и увеличение постепенно уменьшается с увеличением глубины разряда.

4 Диафрагма

Ионная проводимость внутри батареи зависит от диффузии ионов лития в электролите через поры диафрагмы.Способность абсорбции влаги диафрагмы является ключом к формированию хорошего канала потока ионовКогда диафрагма имеет более высокую абсорбцию жидкости и пористую структуру, она может улучшить проводимость, уменьшить импеданс батареи и улучшить производительность мультипликатора батареи.По сравнению с обычной базовой мембраной, керамическая диафрагма и покрытая диафрагма могут не только значительно улучшить высокотемпературную устойчивость диафрагмы к сжатию,но также повышают абсорбцию жидкости и влажность диафрагмыДобавление SiO2 керамического покрытия на диафрагму PP может увеличить объем поглощения жидкости диафрагмы на 17%.Окраска 1 м ПВДФ-ВФП на композитную диафрагму из PP / PE увеличила аспирацию диафрагмы с 70% до 82%, и внутреннее сопротивление клетки снизилось более чем на 20%.

Влияние факторов процесса

1 Молочная масса

Однородность дисперсии навоза во время закрытия навоза влияет на то, может ли проводящее вещество равномерно рассеиваться в действующем веществе и в тесном контакте с ним,которая связана с внутренним сопротивлением батареи.Увеличив скорость дисперсии, можно улучшить однородность дисперсии суспензии, и чем меньше внутреннее сопротивление батареи, тем меньше будет внутреннее сопротивление.распределение однородности проводящего агента в электроде может быть улучшено и электрохимическая поляризация.

2 т ткани

Плотность лица является одним из ключевых параметров конструкции батареи.увеличение чрезвычайно односторонней плотности обязательно уменьшит общую длину жидкости и диафрагмыПоэтому в пределах определенного диапазона внутреннее сопротивление батареи уменьшается с увеличением плотности поверхности.Во время покрытия и сушки, миграция молекул растворителя тесно связана с температурой печи, что напрямую влияет на распределение связующего и проводящего вещества в электроде,и затем влияет на образование проводящей сетки внутри электродаПоэтому температура покрытия и сушки также является важным процессом для оптимизации производительности батареи.

3 Давление на прокат

До некоторой степени внутреннее сопротивление батареи уменьшается по мере увеличения плотности уплотнения, потому что плотность уплотнения увеличивается,расстояние между частицами сырья уменьшается, чем больше контакта между частицами, чем более проводящий мост и каналы, тем меньше импеданс батареи.Различная толщина давления ролика оказывает большое влияние на внутреннее сопротивление батареиПри большом толщине роликового давления сопротивление при контакте между активным веществом и сборной жидкостью увеличивается из-за того, что активный материал не прокручивается крепко.и внутреннее сопротивление батареи увеличиваетсяИ поверхность положительного электрода батареи с большой толщиной ролика давление после цикла батареи производит трещины,который еще больше увеличит сопротивление контакта между поверхностно-активным веществом электродной пластины и коллектором жидкости.

4Время обращения полярного листа

Разное время удержания влияет на внутреннее сопротивление положительной пластины.внутреннее сопротивление батареи медленно увеличивается из-за влияния углеродного покрытия литий-железофосфатаКогда время удержания длится дольше (более 23 ч), реакция литий-железофосфата и воды и связь с клеем значительно возрастают.время обращения столбикового листа должно строго контролироваться в фактическом производстве.

5 Инъекция

Ионная проводимость электролита определяет внутреннее сопротивление и мультипликаторные характеристики батареи.Проводимость электролита пропорциональна диапазону вязкости растворителя, и на него также влияет концентрация литийной соли и размер аниона.Количество впрыска жидкости и время проникновения после впрыска жидкости также напрямую влияют на внутреннее сопротивление батареиМеньшее количество инъекции жидкости или недостаточное время проникновения вызовут большое внутреннее сопротивление батареи, что повлияет на емкость батареи.

Использование эффектов условий

1 температура

Влияние температуры на размер внутреннего сопротивления очевидно, чем ниже температура, тем медленнее передача ионов внутри батареи,чем больше внутреннее сопротивление батареиИмпеданс батареи можно разделить на импеданс фазы корпуса, импеданс мембраны SEI и импеданс передачи заряда.Импеданс фазы тела и импеданс мембраны SEI в основном зависят от ионной проводимости электролита, и тенденция изменения при низкой температуре соответствует тенденции изменения проводимости электролита.По сравнению с увеличением импеданса фазы тела и сопротивления мембраны SEI при низкой температуре, импеданс реакции заряда становится более значительным с увеличением температуры.доля импеданса реакции заряда в общем внутреннем сопротивлении батареи достигает почти 100%.

2 SOC

Когда аккумулятор находится в разных SOC, размер внутреннего сопротивления не одинаков, особенно сопротивление постоянного тока напрямую влияет на производительность батареи,отражающая производительность батареи в фактическом состоянии: сопротивление литийной батареи увеличивается с увеличением глубины разряда батареи DOD, в 10% ~ 80% от разряда интервала сопротивления в основном неизменен,в целом в глубоком разряде глубина внутреннего сопротивления значительно увеличилась.

3 Хранение

С увеличением времени хранения литий-ионной батареи, батарея продолжает стареть, и ее внутреннее сопротивление постоянно увеличивается.Различные типы литиевых батарей имеют разную степень изменения внутреннего сопротивленияПосле длительного хранения в течение 9-10 месяцев скорость увеличения внутреннего сопротивления аккумуляторов LFP выше, чем у аккумуляторов NCA и NCM.Скорость увеличения внутреннего сопротивления зависит от времени храненияСтро и др. количественно определили взаимосвязь между аккумуляторами LFP / C в течение 24 - 36 месяцев (например:

В частности, температура в K, SOC в процентах, и время в месяцах.

4 рецидив

Независимо от того, хранится ли батарея или циркулирует, влияние температуры на внутреннее сопротивление батареи неизменно, чем выше температура цикла, тем больше скорость увеличения внутреннего сопротивления.Различные интервалы цикла оказывают различное влияние на внутреннее сопротивление батареиВнутреннее сопротивление батареи увеличивается с улучшением глубины заряда и разряда.и увеличение внутреннего сопротивления пропорционально укреплению заряда и глубины разряда.

В дополнение к влиянию глубины заряда и разряда, напряжение зарядки также влияет: слишком низкий или слишком высокий предел напряжения зарядки сделает интерфейс электрода импеданс,Чжэн, что LFP / C батареи в цикле оптимального напряжения зарядки 3.9~4.3В, эксперименты показали, что слишком низкое предельное напряжение не может образовывать пассивационную пленку,и слишком высокий предел напряжения приведет к электролиту в LiFePO4 электрода поверхности окисления разложения низкой проводимости продукта.

5 Прочие

Литийные батареи для автомобилей неизбежно будут испытывать плохие дорожные условия при практическом применении.но исследование показало, что вибрационная среда литиевой батареи в процессе применения почти не влияет на внутреннее сопротивление литиевой батареи.

Внутреннее сопротивление является важным параметром для измерения производительности литий-ионных батарей и оценки срока службы батареи.чем хуже производительность батареиВнутреннее сопротивление связано со структурой батареи, характеристиками материала батареи и производственным процессом.и изменения с температурой окружающей среды и состоянием зарядкиПоэтому разработка батареи с низким внутренним сопротивлением является ключом к улучшению производительности батареи.и это имеет большое практическое значение, чтобы овладеть законом изменения внутреннего сопротивления батареи