Cách Giảm Điện Trở Nội Trong Pin Li-ion: Hướng Dẫn Thực Tế

Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở nội tại của ắc quy bao gồm điện trở ion, điện trở điện tử và điện trở tiếp xúc:

1. Điện trở ion:

độ dẫn điện của chất điện ly, độ xốp của điện cực, độ xốp của màng ngăn, v.v.;

(1) Công thức pha chế chất điện ly không phù hợp (ví dụ: nồng độ muối liti quá thấp, tỷ lệ dung môi không hợp lý) hoặc độ nhớt tăng lên ở nhiệt độ thấp có thể làm giảm tốc độ di chuyển của ion. Lượng chất điện ly quá ít cũng có thể dẫn đến tiếp xúc kém giữa vật liệu hoạt tính và chất điện ly, làm tăng điện trở nội tại.

(2) Mật độ ép chặt của điện cực quá cao. Việc ép chặt quá mức sẽ làm giảm độ xốp của điện cực và hạn chế sự thẩm thấu của chất điện ly. ( Việc điện cực có bị nén quá mức hay không có thể được xác định bằng cách quan sát xem điện cực có bị giòn không, sử dụng kính hiển vi điện tử để kiểm tra xem vật liệu có bị vỡ không và ước tính độ xốp của điện cực. Độ xốp của điện cực là một chỉ số quan trọng để xác định lượng và tốc độ hấp thụ chất lỏng của điện cực, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của pin. )

(3) Độ xốp của màng ngăn thấp hoặc độ dày quá lớn có thể làm tăng điện trở đối với sự di chuyển của ion liti. Sự nhiễm bẩn hoặc lão hóa của màng ngăn, các tạp chất làm tắc nghẽn các lỗ xốp hoặc nhiệt độ cao gây ra hiện tượng màng ngăn co lại/chảy, đều có thể cản trở việc vận chuyển ion. ( Độ xốp của màng ngăn là một chỉ số quan trọng trong kiểm tra các tính chất vật lý của màng ngăn .)

2. Điện trở điện tử:

điện trở suất của điện cực, độ dày của bộ thu dòng, v.v.;

(1) Vật liệu điện cực dương/âm có độ dẫn điện kém. Ví dụ, độ dẫn điện intrinsic của vật liệu điện cực dương lithium iron phosphate (LiFePO₄) thấp. Nếu không được phủ carbon đầy đủ hoặc pha tạp và cải tiến, điện trở truyền dẫn electron sẽ tăng.

(2) Kích thước hạt quá lớn của vật liệu điện cực sẽ làm tăng chiều dài khuếch tán của ion lithium; độ xốp không đủ sẽ cản trở sự thấm của chất điện phân và làm tăng điện trở di chuyển ion.

(3) Lượng chất dẫn điện không đủ hoặc phân tán không đều (ví dụ như carbon black) dẫn đến mạng dẫn điện tử trong điện cực không hoàn chỉnh. Các yếu tố nói trên, bao gồm chất lượng vật liệu, mật độ ép, liều lượng chất dẫn điện và lựa chọn bộ thu dòng, cuối cùng đều thể hiện ở dạng lá điện cực. Các công ty sản xuất pin lithium thường kiểm tra điện trở lá điện cực để xác định điện trở nội tại.

3. Điện trở tiếp xúc:

hàn giữa vật liệu hoạt tính và bộ thu dòng, cũng như giữa bộ thu dòng và tab.

(1) Điện trở tiếp xúc bên trong giữa vật liệu hoạt tính và bộ thu dòng lớn, thường có thể sử dụng màng đồng-nhôm phủ carbon để tăng độ dẫn điện.

(2) Mối hàn giữa tab và bộ thu dòng (chẳng hạn như màng nhôm/màng đồng) không chắc chắn, làm tăng điện trở tiếp xúc.

(3) Áp suất bên trong tế bào pin quá thấp (tiếp xúc kém) hoặc quá cao (biến dạng màng ngăn) đều ảnh hưởng đến điện trở nội. Nguyên nhân khiến điện trở nội của pin lithium cao liên quan đến nhiều khía cạnh như vật liệu, quy trình sản xuất, điều kiện sử dụng và lão hóa.

4. Làm thế nào để giảm điện trở nội?

Bạn có thể xem xét các khía cạnh sau:

(1) Tối ưu hóa vật liệu: chọn vật liệu điện cực có độ dẫn điện cao và thiết kế hợp lý cấu trúc lỗ xốp.

(2) Cải thiện quy trình: Đảm bảo lớp phủ điện cực đồng đều, kiểm soát mật độ ép chặt, và tối ưu hóa chất lượng mối hàn.

(3) Điều chỉnh chất điện ly: Sử dụng công thức có độ dẫn điện cao phù hợp với dải nhiệt độ rộng.

(4) Tránh lạm dụng: Ngăn ngừa sạc/xả quá mức, lưu trữ ở nhiệt độ cao, và kiểm soát tốc độ sạc/xả hợp lý.