Kuinka vähentää sisäistä vastusta litiumioniakkueissa: Käytännönläheinen opas

Akun sisäiseen vastukseen vaikuttavat tekijät ovat ionivastus, elektroninen vastus ja kontaktivastus:

1.Ionivastus:

elektrolyytin johtavuus, elektrodin huokosuus, kalvon huokosuus jne.;

(1) Virheellinen elektrolyytin koostumus (esim. liian alhainen litiumisuolan pitoisuus, epäjärkevä liuotteen suhde) tai viskositeetin lisääntyminen kylmässä voi vähentää ionien liikkeitä. Liian vähäinen elektrolyytti voi myös johtaa huonoon kontaktiin aktiivimateriaalin ja elektrolyytin välillä, mikä lisää sisäistä vastusta.

(2) Elektrodin tiivistystiheys on liian korkea. Liiallinen tiivistys vähentää elektrodin huokosuutta ja rajoittaa elektrolyytin tunkeutumista. ( Voidaanko elektrodi olla liian tiivistä voidaan määrittää tarkastelemalla onko elektrodi hauras, tarkistamalla elektronimikroskoopilla onko materiaali murtunut ja arvioimalla elektrodin huokosuutta. Elektrodin huokosuus on tärkeä indikaattori sen nesteenimeamisnopeudesta ja -määrästä, jolla on suora vaikutus paristojen suorituskykyyn. )

(3) Alhainen kalvon huokosuus tai liiallinen paksuus voi lisätä litiumionien liikettä vastustavaa resistanssia. Kalvon saastuminen tai vanheneminen, epäpuhtauksien tukkima huokoisuus tai korkeat lämpötilat, jotka saavat kalvon kutsumaan/sulamaan, voivat haitata ionien kulkeutumista. Kalvon huokosuus on tärkeä indikaattori kalvon fysikaalisten ominaisuuksien testauksessa .)

2. Sähköinen resistanssi:

elektrodin resistiivisyys, sähkövirran kerääjän paksuus jne.;

(1) Positiivisilla/negatiivisilla elektrodimateriaaleilla on huono johtavuus. Esimerkiksi litiumrautafosfaatin (LiFePO₄) positiivisen elektrodin materiaalin sisäinen johtavuus on alhainen. Jos hiiltä ei ole riittävästi pinnoitettu tai se ei ole seostettu ja modifiointi on toteutettu, elektroninsiirron vastus kasvaa.

(2) Liiallinen elektrodimateriaalin hiukkaskoko pidentää litiumionien diffuusiopolkua; riittämätön huokosuus haittaa elektrolyytin tunkeutumista ja lisää ionien siirtovastusta.

(3) Riittämätön tai epätasaisesti hajautettu johtava aine (esimerkiksi hiilipöly) johtaa epätäydelliseen elektronien johtoverkkoon elektrodin sisällä. Edellä mainitut tekijät, mukaan lukien materiaalin laatu, tiivistystiheys, johtavan aineen annos ja virrankeruun valinta, ilmenevät lopulta elektrodivuorossa. Litiumakkuvalmistajat testaavat yleensä elektrodivuoron resistanssia määrittääkseen sisäisen vastuksen.

3. Kontaktivastus:

hitsaus aktiivisen materiaalin ja virtakolehtorin välillä sekä virtakolehtorin ja liitännän välillä.

(1) Kosketuksen sisäinen vastus aktiivisen materiaalin ja virtakolehtorin välillä on suuri, ja johtavuutta voidaan yleensä parantaa käyttämällä hiilikerrostettua kupari-alumiinifoliota.

(2) Liitännän ja virtakolehtorin (kuten alumiinifoliota/kuparifoliota) välinen hitsaus ei ole vahvaa, mikä lisääntää kosketusvastusta.

(3) Kennon sisäinen paine on liian alhainen (huono kosketus) tai liian korkea (kalvon muodonmuutos), mikä vaikuttaa sisäiseen vastukseen. Litiumkennon korkean sisäisen vastuksen syyt liittyvät moniin tekijöihin, kuten materiaaleihin, valmistusprosessiin, käyttöolosuhteisiin ja vanhenemiseen.

4. Miten sisäistä vastusta voidaan vähentää?

Voit harkita seuraavia näkökohtia:

(1) Materiaalien optimointi: valitse korkean johtavuuden omaavia elektrodimalleja ja suunnitella huokoisempi rakenne.

(2) Paranna prosessia: varmista yhtenäinen elektrodipinnoitus, säädä puristustiheyttä ja optimoi hitsauksen laatua.

(3) Säädä elektrolyyttiä: Käytä korkean sähkönjohtavuuden kaavaa, joka soveltuu laajaan lämpötilaväliin.

(4) Vältä väärinkäyttöä: Estä ylikuormitus/liian syvä purkaminen, korkealämpötilainen säilytys ja säädä sallittuja lataus- ja purkamisnopeuksia.