Ako znížiť vnútorný odpor v Li-ion batériách: Praktický návod

Faktory ovplyvňujúce vnútorný odpor batérie zahŕňajú iónový odpor, elektronický odpor a prechodový odpor:

1.Iónový odpor:

vodivosť elektrolytu, póroznosť elektród, póroznosť membrány atď.,

(1) Nesprávne zloženie elektrolytu (napr. príliš nízka koncentrácia soli v elektrolyte, neprimeraný pomer rozpúšťadla) alebo zvýšená viskozita pri nízkych teplotách môže znížiť rýchlosť migrácie iónov. Príliš málo elektrolytu môže tiež spôsobiť zlé kontaktovanie medzi aktívnou hmotou a elektrolytom, čo zvyšuje vnútorný odpor.

(2) Hustota elektródy je príliš vysoká. Nadmerné stlačenie znižuje pórozosť elektródy a obmedzuje prenikanie elektrolytu. ( Či je elektróda nadmerné skompaktovaná, možno určiť podľa toho, či je krehká, pomocou elektrónového mikroskopu skontrolovať, či nie je materiál poškodený, a odhadnúť pórovitosť elektródy. Pórovitosť elektródy je dôležitým ukazovateľom na určenie množstva a rýchlosti pohlcovania elektrolytu elektródou, čo má priamy vplyv na výkon batérie. )

(3) Nízka pórovitosť separátora alebo nadmerná hrúbka môže zvýšiť odpor pri migrácii lítiových iónov. Kontaminácia separátora alebo jeho starnutie, znečistenie upchávajúce póry alebo vysoké teploty spôsobujúce zmrštenie/tavenie separátora môžu brániť transportu iónov. ( Pórovitosť separátora je dôležitým ukazovateľom pri testovaní fyzikálnych vlastností separátora .)

2. Elektrický odpor:

merný odpor elektródy, hrúbka prúžkového vodiča atď.;

(1) Kladné/záporné elektródové materiály majú zlú vodivosť. Napríklad vlastná vodivosť kladného elektródového materiálu fosforečnanu železitého (LiFePO₄) je nízka. Ak nie je materiál úplne potiahnutý uhlíkom alebo nie je dopovaný a modifikovaný, elektrický prechodový odpor sa zvýši.

(2) Príliš veľká veľkosť častíc elektródového materiálu predĺži difúznu dráhu iónov lítia; nedostatočná pórovitosť bude brániť prenikaniu elektrolytu a zvýši odpor pri migrácii iónov.

(3) Nedostatočné alebo nerovnomerne rozptýlené vodivé prísady (napr. sadze) spôsobujú nekompletnú sieť vodivých elektrónov v elektróde. Vyššie uvedené faktory, vrátane kvality materiálu, hustoty zhušťovania, dávkovania vodivých prísad a výberu prúdovodov, sa nakoniec prejavia v elektródovom páse. Spoločnosti vyrábajúce lítiové batérie zvyčajne testujú odpor elektródového pásu na určenie vnútorného odporu.

3. Prechodový odpor:

zváranie medzi aktívnou hmotou a prúdovým vodičom a medzi prúdovým vodičom a kontaktným vývodom.

(1) Kontaktný vnútorný odpor medzi aktívnou hmotou a prúdovým vodičom je veľký, na zvýšenie vodivosti sa zvyčajne používa uhlíkom potiahnutá hliníková-medi vedľa.

(2) Zváranie medzi kontaktným vývodom a prúdovým vodičom (napr. hliníková fólia/medi vedľa) nie je dostatočne pevné, čo zvyšuje prechodový odpor.

(3) Vnútorný tlak v článku je príliš nízky (zlý kontakt) alebo príliš vysoký (deformácia separátora), čo ovplyvňuje vnútorný odpor. Dôvody vysokého vnútorného odporu lítiových batérií zahŕňajú viaceré aspekty ako materiály, výrobný proces, podmienky použitia a starnutie.

4. Ako znížiť vnútorný odpor?

Môžete zvážiť nasledujúce aspekty:

(1) Optimalizujte materiály: vyberte vysoko vodivé elektrodové materiály a racionálne navrhnite štruktúru pórov.

(2) Zlepšiť proces: zabezpečiť rovnomerné potahovanie elektród, kontrolovať hustotu kompakcie a optimalizovať kvalitu zvárania.

(3) Upraviť elektrolyt: Použiť formuláciu s vysokou vodivosťou vhodnú pre široké teplotné rozmedzie.

(4) Vyhnúť sa zneužívaniu: Zabrániť prebitiu/prehĺbenému vybíjaniu, uchovávaniu pri vysokých teplotách a kontrolovať primerané rýchlosti nabíjania a vybíjania.