Cara Mengurangkan Rintangan Dalaman dalam Bateri Li-ion: Panduan Praktikal

Faktor yang mempengaruhi rintangan dalaman bateri termasuk rintangan ionik, rintangan elektronik dan rintangan sesentuh:

1.Rintangan ionik:

kekonduksian elektrolit, keberliangan elektrod, keberliangan diafragma, dan sebagainya;

(1) Formula elektrolit yang tidak betul (contoh, kepekatan garam litium yang terlalu rendah, nisbah pelarut yang tidak munasabah) atau peningkatan kelikatan pada suhu rendah boleh mengurangkan kadar penghijrahan ion. Jumlah elektrolit yang terlalu sedikit juga boleh menyebabkan hubungan yang buruk antara bahan aktif dan elektrolit, meningkatkan rintangan dalaman.

(2) Ketumpatan penebatan elektrod terlalu tinggi. Penebatan berlebihan mengurangkan keberliangan elektrod dan menghalang penembusan elektrolit. ( Sama ada elektrod terlalu dimampatkan boleh ditentukan dengan memerhatikan sama ada elektrod itu rapuh, menggunakan mikroskop elektron untuk memeriksa sama ada bahan tersebut rosak, dan menganggarkan keberangusan elektrod. Keberangusan elektrod adalah petunjuk penting untuk menentukan jumlah dan kadar penyerapan cecair oleh elektrod, yang mempunyai kesan langsung ke atas prestasi bateri. )

(3) Keberangusan diafragma yang rendah atau ketebalan yang berlebihan boleh meningkatkan rintangan terhadap penghijrahan ion litium. Pencemaran diafragma atau penuaan, bendasing yang menyumbat liang, atau suhu tinggi yang menyebabkan diafragma mengecut/melebur boleh menghalang pengangkutan ion. ( Keberangusan diafragma adalah petunjuk penting dalam ujian sifat fizikal diafragma .)

2. Rintangan elektronik:

kereintangan elektrod, ketebalan pengumpul arus, dan lain-lain;

(1) Bahan elektrod positif/negatif mempunyai kekonduksian yang lemah. Sebagai contoh, kekonduksian intrinsik bahan elektrod positif litium ferrofosfat (LiFePO₄) adalah rendah. Jika ia tidak sepenuhnya bersalut karbon atau diberi dopan dan diubahsuai, rintangan pemindahan elektron akan meningkat.

(2) Saiz zarah bahan elektrod yang berlebihan akan memanjangkan lintasan resapan ion litium; kekurangan keporositi akan menghalang penembusan elektrolit dan meningkatkan rintangan penghijrahan ion.

(3) Agen pengalir yang tidak mencukupi atau tidak sekata diedarkan akan menyebabkan rangkaian pengaliran elektron dalam elektrod menjadi tidak sempurna. Faktor-faktor yang disebutkan tadi, termasuk kualiti bahan, ketumpatan memadat, dos agen pengalir, dan pemilihan pengumpul arus, akhirnya akan muncul pada helaian elektrod. Syarikat bateri litium biasanya menguji rintangan helaian elektrod untuk menentukan rintangan dalaman.

3. Rintangan sentuh:

kimpalan antara bahan aktif dan pengumpul semasa, dan antara pengumpul semasa dan tab.

(1) Rintangan dalaman pada titik sentuh antara bahan aktif dan pengumpul semasa adalah tinggi, dan secara amnya boleh menggunakan kertas aluminium/kertas kuprum berlapis karbon untuk meningkatkan kekonduksian.

(2) Kimpalan antara tab dan pengumpul semasa (seperti kertas aluminium/kertas kuprum) tidak kukuh, menyebabkan rintangan sentuh meningkat.

(3) Tekanan dalaman pada sel bateri terlalu rendah (sentuhan tidak baik) atau terlalu tinggi (penyimpangan kecacatan membran), kedua-duanya akan mempengaruhi rintangan dalaman. Sebab-sebab rintangan dalaman bateri litium tinggi melibatkan banyak aspek seperti bahan, proses pengeluaran, keadaan penggunaan dan penuaan.

4. Bagaimana untuk mengurangkan rintangan dalaman?

Anda boleh mempertimbangkan aspek-aspek berikut:

(1) Optimalkan bahan: pilih bahan elektrod yang mempunyai kekonduksian tinggi dan rekabentuk struktur liang secara rasional.

(2) Tingkatkan proses: pastikan salutan elektrod yang sekata, kawal ketumpatan memadat, dan optimalkan kualiti kimpalan.

(3) Laraskan elektrolit: Gunakan formula konduktiviti tinggi yang sesuai untuk julat suhu yang luas.

(4) Elakkan penyalahgunaan: Cegah pengecasan/penyahcasan berlebihan, penyimpanan pada suhu tinggi, dan kawal kadar pengecasan dan penyahcasaan yang munasabah.