Analyse af årsager til kapacitet med lav celler

Lav cellekapacitet er en intuitiv vurdering baseret på sammenligning af udladningskapacitet efter formation med designværdien. Hvis den målte kapacitet falder under designspecifikationen, er det første trin at kontrollere, om dannelsesprocesparametre er korrekt indstillet (f.eks. Udladningsstrøm, ladningsvarighed, afskæringsspænding og formationstemperatur).
① Hvis formationstrinnene bekræftes korrekt, skal du gentest cellen ved hjælp af alternativt udstyr eller kanaler for at udelukke potentielle problemer med formationssystemet.
② Hvis kapaciteten forbliver normal efter udskiftning af udstyr, er det originale formationsudstyr defekt.
③ Hvis problemet med lav kapacitet fortsætter efter genprøvning, bekræftes cellen at udvise ægte lav kapacitet.
Efter bekræftelse af lav kapacitet kræves yderligere analyse for at bestemme dens hyppighed og sværhedsgrad. Før systematisk rodårsagsanalyse skal du adskille og inspicere de fuldt opladede celler med lav kapacitet. Hvis der ikke findes nogen abnormiteter, kan potentielle årsager omfatte utilstrækkelig positiv elektrodebelægningsvægt eller utilstrækkelig designmargin. Hvis der opdages mangler, skal design- eller fremstillingsproblemer overvejes.

Root Cause Analyse: Design- og fremstillingsperspektiver

I. Designrelaterede faktorer

1. Materiel kompatibilitet

Kompatibiliteten mellem den negative elektrode og elektrolyt påvirker kritisk kapacitet kritisk. For nyligt introducerede anodematerialer eller elektrolytter indikerer gentagen lithiumbelægning, der blev observeret under testen stærkt, materiale misforhold. Potentielle uoverensstemmelsesmekanismer inkluderer:

① Dårligt dannet, alt for tyk eller ustabilt SEI -lag under dannelse.

② PC (propylencarbonat) i elektrolytten, der forårsager grafit -eksfoliering.

③ Overdreven designet elektrode-arealdensitet/komprimeringstæthed, der hindrer højhastighedsopladning/udladningsevne.

2. kapacitetsdesignmarginal

Positiv elektrodespecifik kapacitet: Design skal redegøre for coating -tolerancer, dannelsesudstyrsfejl og kapacitetstab fra faneadhæsion. For nye materialer skal du nøjagtigt evaluere den opnåelige specifikke kapacitet under det givne system (anode/elektrolytparring). Bemærk, at specifik kapacitet varierer med formationshastighed, opladningsafbrydelse, cykelhastigheder og elektrolytformulering. Overvurdering af positiv elektrodekapacitet fører til oppustede designværdier og faktiske celler med lav kapacitet.

Negativt elektrodeoverskud og CB-værdi: Overdreven negativ elektrodebelastning forbedrer oprindeligt positiv elektrodeudnyttelse med 1-2%, men ud over optimale niveauer reducerer overdreven irreversibelt lithiumforbrug under SEI-formation først-cyklusafladningskapacitet.

3. Elektrolytfyldning og tilbageholdelse

Utilstrækkelig elektrolytfyldning reducerer lithium-ion-intercalation/deintercalationseffektivitet. Celler med utilstrækkelig elektrolytopbevaring udviser tørre elektroder og tynd lithiumbelægning på anodeoverfladen, hvilket direkte bidrager til kapacitetstab.

Ii. Fremstillingsrelaterede faktorer

1. belægning af arealtæthed

Undervægtbelægning af positive/negative elektroder forårsager direkte lav kapacitet. For positive elektroder skal du bekræfte belægningsvægt via post-tørrende gravimetrisk analyse. Ikke-ensartet belægningstykkelse ("Yin-Yang-belægning"), især negativ elektrode undercoating, er en anden bidragyder. Overcoating af positive elektroder kan sænke specifik kapacitet, men øger ofte den samlede kapacitet.

2. overforvikling under kalendering

Over-smæk skader aktiv materialestruktur, beviset af skinnende elektrodeflader. I katoder forstyrrer dette lithium deintercalation; I anoder inducerer det overfladelithiumbelægning og kapacitet falmer.

3. forsamlingstolerancer

Dårlig elektrodjustering, separatorrynker eller interne mikro-shorts øger den lokale impedans og nedbryder kapacitet. Rynkede separatorer forårsager ufuldstændig lithiumintercalation (ikke-gylden anode udseende) i berørte regioner.

4. fugtindholdskontrol

Forhøjede fugtighedsniveauer (fra elektroder, elektrolyt, forkert handskerum Dew -punkt eller afgasprocesser) udløser bivirkninger og kapacitetstab.

5. Miljøkontrol

Høj luftfugtighed accelererer hydrolysereaktioner, mens lave temperaturer hindrer lithium-ion-diffusion, begge reducerer kapaciteten. Dannelse temperaturafvigelser påvirker også kapacitetsmålingsnøjagtighed.

6. Andre faktorer

Udenlandsk

Opbevaring af pre-formation: Langvarig opbevaring under høj temperatur/fugtighed forringer elektroder og elektrolytter, hvilket forårsager kapacitetstab.
 

Ⅲ. Konklusion

Ved systematisk at undersøge disse faktorer-fra materialekompatibilitet og designmargener for at behandle kontroller og miljøforhold-kan grundårsagen til lav kapacitet identificeres og adresseres effektivt.

Tob Ny energigiver avanceretBatteritesterbemyndiger ingeniører og forskere til at låse omfattende indsigt i batteriets ydeevne gennem præcise målinger og kontrollerede eksperimenter. Kvantificer energilagringsfunktioner med nøjagtighed af laboratoriekvalitet ved hjælp af vores batterikapacitetsanalysatorer.