Slik reduserer du indre motstand i litiumion-batterier: En praktisk guide

Faktorer som påvirker batteriets indre motstand inkluderer ionisk motstand, elektronisk motstand og kontaktmotstand:

1.Ionisk motstand:

elektrolyttledningsevne, elektrodeporestørrelse, diafragma-porestørrelse osv.;

(1) Ukorrekt elektrolyttformulering (for eksempel for lav konsentrasjon av litiumsalt, et urimelig løsningsmiddelforhold) eller økt viskositet ved lave temperaturer kan redusere ionemigrasjonshastigheten. For lite elektrolytt kan også føre til dårlig kontakt mellom aktivmaterialet og elektrolytten, noe som øker den indre motstanden.

(2) Elektrodenes tetthet er for høy. Overmætning reduserer elektrodens porøsitet og begrenser elektrolyttinntrengningen. (" Om elektroden er overkompakt kan avgjøres ved å observere om elektroden er skrøpelig, bruke et elektronmikroskop for å sjekke om materialet er knust, og estimere elektrodens porøsitet. Elektrodens porøsitet er en viktig indikator for å bestemme mengde og hastighet på væskeopptak av elektroden, noe som har direkte innvirkning på batteriytelsen. )

(3) Lav diafragma-porøsitet eller overdreven tykkelse kan øke motstanden mot litiumionvandring. Forurensning eller aldring av diafragma, urenheter som tetter porene, eller høye temperaturer som får diafragma til å krympe/smelte, kan hindre ionetransport. ( Diafragma-porøsitet er en viktig indikator ved testing av diafragmaets fysiske egenskaper .)

2. Elektronisk motstand:

elektrodens resistivitet, strømsamlerens tykkelse osv.;

(1) De positive/negative elektrodematerialene har dårlig ledningsevne. For eksempel er den intrinsikke ledningsevnen til litiumjernfosfat (LiFePO₄) positiv elektrodemateriale lav. Hvis det ikke er fullstendig bestrøket med karbon eller dopet og modifisert, vil elektronoverføringsmotstanden øke.

(2) For stor partikkelform på elektrodematerialet vil forlenge diffusjonsbanen til litiumioner; utilstrekkelig porøsitet vil hindre elektrolyttinntrengning og øke ionemotstanden.

(3) Utilstrekkelig eller ujevnt fordelt ledningsmidler (som karbon) fører til et ufullstendig elektronledningsnettverk i elektroden. De ovennevnte faktorene, inkludert materialkvalitet, tetthet, dosering av ledningsmiddel og valg av strømavtaker, viser seg til slutt i elektrodearket. Selskaper som produserer litiumbatterier tester vanligvis elektrodearkmotstand for å bestemme indre motstand.

3. Kontaktmotstand:

sveising mellom aktivt materiale og strømsamler, og mellom strømsamler og tab.

(1) Den indre kontaktmotstanden mellom det aktive materialet og strømsamleren er stor, og karbonbelagt kobber-aluminiumsfolie kan vanligvis brukes for å øke ledningsevnen.

(2) Sveisingen mellom tabben og strømsamleren (som aluminiumsfolie/kobberfolie) er ikke sterk nok, noe som øker kontaktmotstanden.

(3) Det indre trykket i battericellen er for lavt (dårlig kontakt) eller for høyt (skillelagsdeformasjon), noe som vil påvirke motstanden. Årsakene til høy indre motstand i litiumbatterier omfatter mange aspekter som materialer, produksjonsprosesser, bruksforhold og aldring.

4. Hvordan redusere indre motstand?

Du kan vurdere følgende aspekter:

(1) Optimaliser materialer: velg høyt ledende elektrodematerialer og design porestukturen på en rasjonell måte.

(2) Forbedre prosessen: Sørg for jevn elektrodebelegg, kontroller tetthet og optimaliser sveisekvalitet.

(3) Juster elektrolytten: Bruk en formel med høy ledningsevne som er egnet for et bredt temperaturområde.

(4) Unngå misbruk: Unngå overoppladning/overutlading, lagring ved høy temperatur og kontroller rimelige oppladnings- og utladningshastigheter.