Litija dzelzs fosfāta akumulatora veidošanās procesa ietekme uz tā darbību

Formēšana ir svarīgs process litija bateriju ražošanas procesā. Veidošanās laikā uz negatīvā elektroda virsmas, tas ir, cietā elektrolīta saskares plēves (SEI plēve), veidojas pasivācijas slānis. SEI plēves kvalitāte ietekmē cikla ilgumu, stabilitāti un elektroķīmiskās īpašības, piemēram, pašizlāde un drošība, atbilst&prasībām; bez apkopes GG; sekundārai akumulatora blīvēšanai. Tomēr SEI plēve, ko veido dažādi ķīmiskās pārveidošanas procesi, ir atšķirīga, un arī ietekme uz akumulatora darbību ir ļoti atšķirīga.

Tradicionālā zemas strāvas iepriekšējas uzlādes metode palīdz veidot stabilu SEI plēvi, bet ilgstoša zema strāvas uzlāde palielinās izveidotās SEI plēves pretestību, tādējādi ietekmējot litija jonu akumulatora izlādes ātrumu un ilgtermiņa procesa laiks ietekmē ražošanas efektivitāti. Dažādām litija bateriju sistēmām ir atšķirīgi veidošanās procesi. Šajā rakstā analizētas litija dzelzs fosfāta akumulatoru sistēmas.

Litija dzelzs fosfāta sistēmas veidošanās procesu parasti izvēlas šādi:

Uzlādes strāva 0.05C ~ 0.2C, atslēgšanas spriegums 3.6 ~ 3.7V, atslēgšanas strāva 0.025C ~ 0.05C, pēc tam, kad pastāvīgi stāvējis (10-20min), 0,1 ~ 0.2C izlādējies līdz 2.5V, stāvot kādu laiku (20 -60min). Dažādos uzlādes un izlādes mehānismos uzlādes strāvas atšķirība ietekmē SEI veidošanos un kvalitāti, un stāvēšanas laiks un uzlādes izslēgšanas strāva ietekmē akumulatora veidošanās procesa laiku.

Litija dzelzs fosfāta sistēmas akumulatora veidošanās procesam jāizvēlas atbilstošs izslēgšanas spriegums. Materiāla kristāla struktūrā, ja uzlādes spriegums ir lielāks par 3,7 V, var tikt bojāta litija dzelzs fosfāta režģa struktūra, tādējādi ietekmējot akumulatora darbības ciklu. Daļējas iekšējās pretestības eksperimenta un stabu SEM novērošanas rezultāti arī pierāda, ka šādi secinājumi ir pareizi:

1. Atbilstoši samazinot veidošanās spriegumu un samazinot veidošanās laiku, var efektīvi samazināt litija nokrišņu veidošanos uz negatīvā elektroda virsmas, lai varētu iegūt vienmērīgāku negatīvā elektroda virsmu. Tas ir tāpēc, ka, ja veidošanās spriegums ir augsts, gāzes ražošanas ātrums akumulatora iekšpusē ir tik ātrs, ka akumulatora iekšpusē esošo gāzi nevar savlaicīgi izvadīt, kas nogulsnējas uz diafragmas virsmas, kas ietekmē kontakta līdzsvaru starp diafragmu un negatīvais elektrods. Litija jonu ekstrakcijas procesā abu kontaktu nelīdzsvarotība izraisa pārmērīgu litija jonu ievietošanu dažās vietās, izraisot negatīvā elektroda virsmas nevienmērību un visbeidzot - akumulatora darbību.

2. Pēc akumulatora iekšējās pretestības pārbaudes pēc veidošanās tiek konstatēts, ka atbilstoši samazinot veidošanās spriegumu un samazinot veidošanās laiku, var samazināt akumulatora iekšējo pretestību. Augsta iekšējā pretestība, ko izraisa augsts ķīmiskās konversijas spriegums, ir saistīta arī ar negatīvā elektroda nevienmērīgo virsmu un balto plankumu veidošanos. Tā kā baltie plankumi ir litija savienojumi, elektrovadītspēja ir slikta, tāpēc akumulatora' iekšējā pretestība ir pārāk liela.

3. Pareizi samazinot veidošanās spriegumu veidošanās procesa projektā, var palielināt akumulatora pirmo uzlādes un izlādes spēju un uzlabot akumulatora darbības ciklu. Pārāk augstu spriegumu ir viegli izraisīt litija un tā savienojumu nogulsnēšanos uz negatīvā elektroda virsmas, kas palielina akumulatora neatgriezenisko jaudu, kas neizbēgami ietekmēs akumulatora jaudu. Sakarā ar litija un tā savienojumu esamību uzlādes un izlādes cikla laikā akumulatora jauda samazināsies. Ātri, ietekmējot akumulatora darbības laiku.