Како да смањите унутрашњи отпор код Литијум-јонских батерија: Практични водич

Фактори који утичу на унутрашњи отпор батерије укључују јонски отпор, електронски отпор и отпор контакта:

1. Јонски отпор:

проводљивост електролита, порозност електрода, порозност дијафрагме, итд.;

(1) Неправилна формула електролита (нпр. превише ниска концентрација литијумске соли, нерационалан однос растварача) или повећана вискозност на ниским температурама могу смањити брзину миграције јона. Превише мали износ електролита такође може довести до лошег контакта између активног материјала и електролита, чиме се повећава унутрашњи отпор.

(2) Густина компакције електрода је превише висока. Прекомерна компакција смањује порозност електрода и ограничава проницанје електролита. ( Da li je elektroda previše sabijena može se utvrditi posmatranjem da li je elektroda krhka, upotrebom elektronskog mikroskopa za proveru da li je materijal slomljen i procenom poroznosti elektrode. Poroznost elektrode je važan pokazatelj za određivanje količine i brzine upijanja tečnosti od strane elektrode, što direktno utiče na performanse baterije. )

(3) Niska poroznost separatora ili prekomerna debljina mogu povećati otpor pri migraciji litijum-jona. Kontaminacija separatora ili starenje, zapušavanje pora primesama ili visoke temperature koje izazivaju skupljanje/topljenje separatora mogu ometati transport jona. ( Poroznost separatora je važan pokazatelj ispitivanja fizičkih svojstava separatora .)

2. Otpornost elektronskog provodnika:

otpornost elektrode, debljina strujnog kolektora itd.,

(1) Материјали позитивне/негативне електроде имају лошу проводљивост. На пример, природна проводљивост материјала позитивне електроде литијум-железо-фосфата (LiFePO₄) је ниска. Ако се површина није потпуно премазала угљеником или ако није довољно допирана и модификована, отпор на трансфер електрона ће се повећати.

(2) Превелика величина честица материјала електроде ће продужити пут дифузије јона литијума; недовољна порозност ће отежити продирање електролита и повећати отпор миграције јона.

(3) Недовољна количина или неједнака дисперзија проводних додатака (као што је канел сађ) доводе до непотпуне мреже електронске проводљивости унутар електроде. Горе наведени фактори, укључујући квалитет материјала, густину компактирања, дозу проводних додатака и избор колектора струје, коначно се огледају у електродном слоју. Компаније које производе литијум-батерије обично тестирају отпор електродног слоја како би одредиле унутрашњи отпор.

3. Контактни отпор:

zavarivanje između aktivnog materijala i kolektora struje, kao i između kolektora struje i oznake.

(1) Unutrašnji otpor kontakta između aktivnog materijala i kolektora struje je veliki, a za povećanje provodljivosti se generalno može koristiti aluminijumska ili bakarna folija sa ugljenim premazom.

(2) Zavarivanje između oznake i kolektora struje (kao što su aluminijumska folija/bakarna folija) nije dovoljno čvrsto, što povećava otpor kontakta.

(3) Unutrašnji pritisak u ćeliji baterije je prenizak (loš kontakt) ili previsok (deformacija separatora), što utiče na unutrašnji otpor. Razlozi visokog unutrašnjeg otpora litijumskih baterija obuhvataju mnoge aspekte poput materijala, proizvodnog procesa, uslova korišćenja i starenja.

4. Kako smanjiti unutrašnji otpor?

Možete razmotriti sledeće aspekte:

(1) Optimizacija materijala: izbor visoko provodnih elektrodnih materijala i racionalno projektovanje struktura pora.

（2）Побољшај процес: осигурај једнако премазивање електрода, контролиши густину компакције и оптимизуј квалитет заваривања.

（3）Прилагоди електролит: користи формулу са високом проводљивошћу погодну за широк опсег температура.

（4）Избегавај злоупотребу: спречи претерано пуњење/испражњавање, чување на високим температурама и контролиши прихватљиве брзине пуњења и испражњавања.