Hogyan csökkentsük a belső ellenállást lítium-ion akkumulátorokban: Gyakorlati útmutató

Az akkumulátor belső ellenállását befolyásoló tényezők közé tartozik az ionos ellenállás, az elektronikus ellenállás és a kontaktellenállás:

1. Ionos ellenállás:

elektrolit vezetőképessége, az elektród porozitása, a diafragma porozitása stb.;

(1) A rosszul összeállított elektrolit (pl. túl alacsony lítiumsó-koncentráció, aránytalan oldószer-arány) vagy a viszkozitás növekedése alacsony hőmérsékleten csökkentheti az ionok mozgási sebességét. Az elektrolit túl kis mennyisége szintén okozhatja a rossz érintkezést az aktív anyag és az elektrolit között, ami növeli a belső ellenállást.

(2) Az elektród tömörítési sűrűsége túl magas. A túlzott tömörítés csökkenti az elektród porozitását, és akadályozza az elektrolit behatolását. ( Annak megállapításához, hogy a elektród túl van-e préselve, megfigyelhető, hogy az elektród rideg-e, elektronmikroszkóppal ellenőrizhető, hogy az anyag megrepedt-e, illetve becsülhető az elektród pórustartalma. Az elektród pórustartalma egy fontos indikátor az elektród által felvett folyadék mennyiségének és sebességének meghatározásához, amely közvetlen hatással van az akkumulátor teljesítményére. )

(3) Az alacsony diafragmapórus-sűrűség vagy a túl nagy vastagság növelheti a lítiumion-áramlás ellenállását. A diafragma szennyeződése vagy öregedése, szennyeződések a pórusokban, illetve magas hőmérséklet miatti diafragmacsökkenés/olvasztás akadályozhatja az iontranszportot. A diafragmapórus-sűrűség az egyik fontos indikátor a diafragma fizikai tulajdonságainak vizsgálata során .)

2. Elektronikus ellenállás:

az elektród ellenállása, a áramgyűjtő vastagsága stb.;

(1) A pozitív/negatív elektródanyagok vezetőképessége gyenge. Például a lítium-vas-foszfát (LiFePO₄) pozitív elektródanyag belső vezetőképessége alacsony. Ha a felületet nem vonják be teljes mértékben szénnel, vagy nem történik megfelelő adagolás és módosítás, akkor az elektronátmeneti ellenállás megnő.

(2) A túl nagy szemcseméret meghosszabbítja a lítiumion-diffúziós utat; a porozitás hiánya akadályozza az elektrolit behatolását és növeli az ionmigrációs ellenállást.

(3) A vezetőanyag (például korom) elégtelen mennyisége vagy egyenlőtlen eloszlása az elektródán belüli elektronvezetési hálózat kialakulását nehezíti. Az említett tényezők – anyagminőség, tömörítési sűrűség, vezetőanyag mennyisége, valamint a áramszedő kiválasztása – végül az elektródalemez ellenállásában manifesztálódnak. A lítiumakkumulátor gyártók általában az elektródalemez ellenállásának mérésével állapítják meg a belső ellenállást.

3. Érintkezési ellenállás:

az aktív anyag és a áramgyűjtő közötti hegesztés, valamint a áramgyűjtő és a kivezetés közötti hegesztés

(1) Az aktív anyag és a áramgyűjtő közötti kontaktus belső ellenállása nagy, amelyet általában szénbevonatolt réz- és alumíniumfóliával lehet csökkenteni.

(2) A kivezetés és a áramgyűjtő (például alumíniumfólia/rezfoil) közötti hegesztés nem elegendően erős, ami növeli a kontaktusellenállást.

(3) Az akkumulátorcella belső nyomása túl alacsony (rossz kontaktus) vagy túl magas (szigetelőréteg deformációja), ami befolyásolja a belső ellenállást. A lítiumakkumulátorok magas belső ellenállásának okai számos tényezőre vezethetők vissza, például anyagokra, gyártási folyamatokra, használati feltételekre és öregedésre.

4. Hogyan lehet csökkenteni a belső ellenállást?

A következő szempontokat érdemes figyelembe venni:

(1) Anyagok optimalizálása: magas vezetőképességű elektródanyagok kiválasztása és a pórusstruktúra megfelelő tervezése.

(2) A folyamat javítása: biztosítsa az egyenletes elektródabevonatot, ellenőrizze a tömörítési sűrűséget, és optimalizálja az hegesztési minőséget.

(3) Az elektrolit beállítása: használjon magas vezetőképességű képletet, amely széles hőmérséklettartományban alkalmazható.

(4) Kerülje a visszaélést: kerülje a túltöltést/túlmerítést, magas hőmérsékleten való tárolást, és szabályozza a megfelelő töltési és kisütési sebességeket.