배터리 성능에 대한 형성 조건의 영향

리튬 이온 배터리의 제조 공정에서, 형성은 중요한 절개이다 이 기사는 내부 저항, 용량 및 사이클 수명을 포함한 배터리 성능에 대한 형성 조건 (예 : 형성 전류, 형성 전압, 형성 온도 및 외부 압력)의 영향에 대해 설명합니다 TOB 새로운 에너지 제공 배터리 형성 기계 배터리 실험실 연구의 생산 요구를 충족시키기위한 다양한 사양 및 배터리 생산 라인.

전해질 주사 및 REST 후 초기 충전 공정으로 형성되는데, 그 동안 고체 전해질 인터상 (SEI) 층이 형성된다 형성 프로토콜의 변화는 약간 다른 seilayers를 초래합니다 SEI 층의 형태는 세포 성능, 그러한 AS 속도 능력, 고전압 안정성 및 특히 사이클 수명에 직접적인 영향을 미칩니다

아래는 형성 조건이 세포 성능에 미치는 영향에 대한 adetailed 분석입니다.

1 형성 전류

연구에 따르면 전류 밀도는 강력한 SEI 층의 형성을 촉진한다는 것을 보여줍니다 Seiformation에는 핵 생성과 성장의 두 단계가 포함됩니다 고전류 밀도는 핵 생성으로, 테아 노드 표면에 접착력이 불량한 다공성 SEI 구조를 초래한다 반대로, 낮은 전류 밀도는 느리게 핵 생성되어 아덴서 SEI 층을 생성합니다 그러나, 다공성 SEI는 전해질에 더 잘 침투 할 수 있으며, 낮은 전류 의무 하에서 형성된 SEI에 비해 이온 전도도가 높아질 수있다

전통 오탈로우 전류 사전 충전 방법은 안정적이고 밀도가 높은 SEI를 형성하는 데 도움이되지만, 저전류 충전은 SEI 임피던스를 증가시키고, 부정적인 영향을 미치는 기능 및 사이클 수명을 증가시킵니다 또한, 저전류 형성 장기 프로덕션 시간, 제조 효율을 감소시킨다 이를 해결하기 위해, 일정한 전류 (CC) 단계 동안의 자기 전류 형성 프로토콜이 배수되었다 이 접근법은 편광을 줄이고, 전하 용량을 향상시키고, 형성 시간을 단축하며, 효율성을 향상시킵니다

도 1 (a) 형성 동안 흑연 표면의 SEI 형성 및 (b) SEI 구조에 대한 형성 전류 밀도의 효과

2 형성 볼트

다른 성형 전압은 전극 표면 조건, 내부 고유 및 사이클 성능에 크게 영향을 미칩니다 예를 들어, 3 5V 및 4 2 V의 컷오프 볼트를 비교 한 연구에 따르면 4.2V 컷오프는 4 2 V에서 4 2 V 컷오프가 3 5 V보다 4 1% 낮은 전하 차전 효율을 산출 한 것으로 나타났습니다

3 Stateof Charge (Soc)

SoC는 형성 최적화에서 중요한 파라미터입니다 전하/방전 전압과 결합하여 노화 동안 다양한 SOC 수준은 상이한 정도의 반응성을 유도하여 SEI 특성을 변화 시키며 궁극적으로 배터리 성능을 유도합니다 실험적 소식은 25% SOC가 노화 전후에 더 높은 임피던스와 더 낮은 용량 보장을 초래한다는 것을 나타냅니다 최적의 프로토콜에는 1000% SOC에 충전하고 25% SOC (즉, 75% SOC 유지)로 배출 된 다음 노화 실온 온도로 배출됩니다 이 방법은 가장 높은 초기 배출량 및 용량 보유를 달성합니다

4 형성 온도

중합체 이온 배터리의 경우, 고온 형성은보다 완전한 세포화를 촉진하고 분리기 습윤성을 향상시켜 가스 생성을 감소시킨다 그러나, 저온 형성은 느린 리튬 소금 감소를 선호하며, 가능하며, 정렬되고 밀도가 높은 SEI 증착을 선호하여 사이클 수명을 연장시킨다 높은 온도 SEI 층은 더 높은 이온 전도도를 나타내는 반면, 가속화 된 용해 및 용매 공동 상호 계산 Worsenscycle 성능으로 인한 불가능 성 대부분의 제조업체는 고온 노화 (30 ● 60 ° C)를 채택하여 사이클 및 저장 성능을 향상시킵니다

5 외부 압력

가스 생성 형성은 전극 사이의 거리를 증가시키고, 리-이온 트랜스 포트 경로를 연장시키고 임피던스를 높여서 용량을 줄입니다 계산 압력을 적용하면 가스가 제거되고 전극 접촉이 밀접하게 보장되며 형성을 최소화하며 형성 용량, 속도 능력 및 사이클 수명을 향상시킵니다 사후 분석에 따르면 압력이 충분하지 않다는 것이 양극의 리튬 접시를 유발하는 반면, 최적의 압력은 이러한 결함을 방지합니다

요약:

형성 프로세스는 리튬 이온 배터리 성능에서 결정적인 역할을합니다 최적화 형성 전류, 전압, 온도 및 외부 압력은 배터리 특성을 예언합니다 그러나 개별 매개 변수 조정은 개선을 수익성으로 향상시켰다 전체 최적화 전략은 성능을 최대화하기 위해 필수적입니다.