De redenen voor vervorming en uitzetting van de batterij na het fietsen
Wereldwijd gerenommeerd bedrijf voor lithium-polymeerbatterijen-JXBT
Na het fietsen de redenen voor vervorming en uitzetting van de batterij:
De uitbreiding van het poolstuk is hoofdzakelijk verdeeld in fysieke en chemische expansie;
1. Fysieke expansie:
Redenanalyse van kronkelende cel:
Na een aantal weken te zijn geraspt of gefietst, vervormt de middelgrote-en-kleine lithium-polymeerbatterij met wikkelingen in de dikte. Nadat de batterij is opgeladen en ontladen, als gevolg van de vervorming van het materiaal (voornamelijk het poolstuk en de isolatiefilm), is de binnenlaag van de cel op de hoek te klein en wordt de spanningsconcentratie gegenereerd langs de breedte van de cel, wat er op zijn beurt voor zorgt dat het poolstuk van de cel draait en de cel buigt en vervormt;
2. Chemische expansie:
De chemische reden manifesteert zich als de uitzetting van het poolstuk;
De celdikte van lithium-ion-batterijen neemt toe tijdens het opladen, wat voornamelijk te wijten is aan de uitzetting van de negatieve elektrode. De expansiesnelheid van de positieve elektrode bedraagt slechts 2 ~ 4% en de negatieve elektrode bestaat meestal uit grafiet, bindmiddel en geleidende koolstof. De uitzettingssnelheid van het grafietmateriaal zelf bereikt 10%. De belangrijkste factoren die de verandering van de expansiesnelheid van de negatieve grafietelektrode beïnvloeden, zijn onder meer: SEI-filmvorming, laadtoestand (SOC) en andere factoren.
(A). SEI-filmvorming: tijdens het eerste opladen en ontladen van lithium-ionbatterijen ondergaat de elektrolyt een reductiereactie op de grafietdeeltjes op het vaste-vloeistofgrensvlak, waardoor een passivatielaag (SEI-film) wordt gevormd die het oppervlak van het elektrodemateriaal bedekt. Het genereren van SEI-film zorgt ervoor dat de anodedikte aanzienlijk toeneemt, en dankzij de SEI-film neemt de dikte van de cel met ongeveer 4% toe. Vanuit het perspectief van het langetermijncyclusproces, afhankelijk van de fysieke structuur en het specifieke oppervlak van verschillende grafieten, zal het cyclusproces plaatsvinden door het oplossen van SEI en het dynamische proces van nieuwe SEI-productie. Vlokgrafiet heeft bijvoorbeeld een grotere expansiesnelheid dan bolvormig grafiet.
(B). Tijdens de cyclus van de cel met geladen toestand hebben de volume-expansie van de grafietanode en de cel-SOC een goede periodieke functierelatie, dat wil zeggen, aangezien lithiumionen continu in het grafiet zijn ingebed (de cel-SOC neemt toe), neemt het volume geleidelijk toe. Wanneer lithiumionen vrijkomen uit de grafietanode, neemt de cel-SOC geleidelijk af en neemt het overeenkomstige volume van de grafietanode geleidelijk af.
(C). (3) Vanuit het perspectief van de verdichtingsdichtheid van het materiaal heeft de verdichtingsdichtheid een grotere impact op de grafietanode. Tijdens het koudpersen van het poolstuk ontstaat er een grote drukspanning in de grafietanodefilmlaag. Deze spanning wordt bij een hoge temperatuur gebakken in het daaropvolgende poolstuk. Het is moeilijk om het proces volledig los te laten. Wanneer de batterij cyclisch wordt opgeladen en ontladen, als gevolg van het samenspel van het inbrengen en verwijderen van lithiumionen, het opzwellen van de elektrolyt in de lijm en andere factoren, wordt de membraanspanning tijdens de cyclus opgeheven en neemt de uitzettingssnelheid toe. Aan de andere kant bepaalt de verdichtingsdichtheid de grootte van het poriënvolume van de anodemembraanlaag. Het poriënvolume in de membraanlaag is groot, waardoor het uitgezette volume van het poolstuk effectief kan worden geabsorbeerd. Het poriënvolume is klein. Wanneer het poolstuk uitzet, is er niet genoeg ruimte om de uitzetting op te vangen. Het gegenereerde volume kan op dit moment alleen uitzetten naar de buitenkant van de membraanlaag, wat wordt uitgedrukt als de volume-uitbreiding van de anodeplaat.
(D). Andere factoren: de kleefkracht van de lijm (kleefkracht van het grensvlak tussen de lijm, grafietdeeltjes, geleidende koolstof en stroomcollector), laad- en ontlaadsnelheid, het zwelvermogen van de lijm en de elektrolyt, de vorm van de grafietdeeltjes. De bulkdichtheid en de toename in volume van het poolstuk, veroorzaakt door het falen van de lijm tijdens de cyclus, hebben een bepaald effect op de uitzetting van de anode.
Berekening van de expansiesnelheid:
(Batterijdikte na uitbreiding-Batterijdikte vóór uitbreiding)/Batterijdikte vóór uitbreiding * 100%
De uitzettingscoëfficiënt is de fysieke kenmerken van de batterij en de levensduur is het elektrochemische kenmerk. Er bestaat geen directe relatie tussen de twee. De levensduur van de batterij verwijst naar het aantal keren dat de batterij herhaaldelijk kan worden gebruikt.
De testvereisten voor de cyclus: 1C laad- en ontlaadstroom, 300 cycli, de batterij lekt niet, geen brand, geen explosie en de batterijcapaciteit groter dan of gelijk aan 80%, wat gekwalificeerd blijkt.
Gezien het eindproduct, als de batterij-uitbreiding geen invloed heeft op het gebruik van het product (de batterij-uitbreiding zorgt er bijvoorbeeld niet voor dat de behuizing van het product uitzet/de behuizing vervormt), en nadat de cyclus aan verschillende specificaties voldoet, kan de batterij normaal worden gebruikt;
