چگونه تراکم ظرفیت سلول ها را بهبود ببخشیم؟
بهبود چگالی انرژی باتری ها (محدود به باتری های ظرفیتی) اولویت اول در طراحی باتری ها است.
اگر ظرفیت کافی نباشد، مهم نیست قیمت واحد چقدر پایین باشد، چرخه چقدر خوب است و ایمنی چقدر بالا است، باتری که ساخته می شود ممکن است علاقه ای به آن نباشد. پس چگونه می توانیم چگالی انرژی باتری را بهبود ببخشیم؟ می توان آن را از چند جنبه در نظر گرفت:
1. افزایش عملکرد مواد کمک به ظرفیت باتری;
2. کاهش حجم مواد است که به ظرفیت باتری کمک نمی کند;
3. استفاده از تجهیزات تولید پیشرفته تر;
4. بهبود شرایط فرایند تولید و انجام نظارت بر تولید سخت گیرانه تر؛
5. بهینه سازی موارد متفرقه است که بر ظرفیت تاثیر می گذارد؛
بیایید شروع به بحث در مورد دسته بندی به طور جداگانه:
۱- افزایش عملکرد موادی که به ظرفیت باتری کمک می کنند: این عمدتاً برای مواد فعال مثبت و منفی است که مستقیم ترین روش برای افزایش چگالی ظرفیت است. جهت های اصلی عبارتند از:
(1)استفاده از مواد بزرگتر: مانند مواد غنی از لیتیوم برای الکترودهای مثبت، مواد ترنری ولتاژ بالا، مواد اکسید لیتیوم کبالت با ولتاژ بالا، مواد دودویی، و غیره؛ کربن نرم و کربن سخت برای الکترودهای منفی، ترکیبات مبتنی بر سیلیکون قلع، و غیره.
(2) استفاده از مواد مثبت و منفی با تراکم تراکم بالاتر.
(3) استفاده از مواد فعال با چسب و هدایت بهتر: این می تواند محتوای چسب ها و عوامل هادی در پانسمان را کاهش دهد، در نتیجه افزایش ظرفیت پانسمان در هر واحد جرم؛ علاوه بر این، مقدار چسب ها و عوامل هادی کاهش می یابد. خواص پردازشی مانند فشرده سازی ماده فعال ماده نیز می تواند بهبود پیدا کند.
(4) استفاده از مواد با ریباند ضخامت کوچکتر: پس از باتری لیتیوم یون چرخه, ضخامت تا حدودی ریباند; طراحی نیاز به ذخیره ضخامت ریباند پس از چرخه; و هنگامی که با استفاده از مواد با ضخامت کوچکتر ریباند (با توجه به آنچه که ما تا کنون دیده اند) ببینید، این مواد نیز مواد با عملکرد چرخه خوب) ، شما می توانید فضای ذخیره شده برای بازگشت ضخامت به ضخامت طراحی سلول انتقال ، در نتیجه افزایش ظرفیت طراحی سلول.
(5)انتخاب یک سیستم مواد با عملکرد بهتر: یک تک "الکترود مثبت خوب"، "الکترود منفی خوب" و "الکترولیت خوب" با هم نمی تواند تضمین "باتری خوب". ترکیب مواد با تطبیق ضعیف نه تنها عملکرد چرخه باتری را کاهش خواهد داد، بلکه ممکن است بر عملکرد نرخ و حتی عملکرد الکترودهای مثبت و منفی نیز تأثیر بگذارد. به همین ترتیب، هنگامی که تطبیق مواد بهتر باشد، عملکرد، چرخه، و سرعت انبساط باتری تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. عملکرد ممکن است بهبود یافته باشد.
با افزایش بلوغ فناوری مواد باتری لیتیوم یون، پتانسیل اکسید و گرافیت مشترک لیتیوم کبالت تقریباً به حد خود رسیده است. در آینده اگر سیستم های بالغ دیگری نیز قابل تولید باشند، تاثیر انقلابی بر بهبود چگالی انرژی باتری های لیتیوم یون خواهد داشت!
2. کاهش حجم مواد که به ظرفیت باتری کمک نمی کند: این آیتم پیچیده تر است، عمدتا شامل: با استفاده از نازک تر آلومینیوم پلاستیک فیلم، با استفاده از جدا کننده باتری نازک تر، با استفاده از زبانه های نازک تر، و با استفاده از فویل مس نازک تر و فویل آلومینیوم، استفاده از نوار شفاف نازک تر، و غیره.
دیده می شود که بهبود در این زمینه اساساً مبتنی بر «نازک» است. در زیر حجم محدود، کاهش حجم فیلم آلومینیوم-پلاستیک، دیافراگم و غیره که به طور مستقیم به ظرفیت کمک نمی کند، به معنای افزایش مواد شیمیایی است که می توانند ظرفیت را فراهم کنند و در نتیجه ظرفیت سلول را افزایش دهند.
با این حال، هنگامی که این مواد نازک تر هستند، قدرت مکانیکی و عملکرد ایمنی آنها تحت تاثیر قرار خواهد گرفت؛ از یک سو، تولید کننده مواد کمکی نیاز به قادر به کاهش حجم بدون اساسا کاهش عملکرد مواد؛ از سوی دیگر، تولید کننده سلول باتری نیاز به تغییر روند، پارامترهای ساخت و حتی تجهیزات (به عنوان مثال، فویل آلومینیوم نازک تر به معنی ضریب کشیده شدن رول بالاتر و افزایش احتمال تکه تکه شدن در طول پوشش و رول پرس؛ دیافراگم نازک تر خطر بیشتری از نرخ مدار کوتاه دارد؛ پلاستیک آلومینیومی نازک تر غشا بیشتر مستعد شکستن پین است؛ زبانه های نازک تر قابلیت نرخ باتری را کاهش خواهد داد، و غیره).
جایگزینی این مواد نازک تر نیاز به صدور گواهینامه زیادی از کارخانه باتری دارد. اگر تعداد تولید آزمایشی بیش از حد کوچک باشد، به دست آوردن دقیق داده های آماری غیرممکن است. اگر مشکل بیش از حد بزرگ باشد باعث ضایعات خواهد شد. در مقایسه با بهبود عملکرد مواد فعال، کاهش محتوای مواد غیر فعال به نظر می رسد ایده های بیشتری دارد، و جنبه های درگیر به همان اندازه گسترده است.
3. استفاده از تجهیزات تولید پیشرفته تر: تجهیزات پیشرفته است که عمدتا برای بهبود قوام تولید، کاهش نوسان تولید، و سپس افزایش حداقل ارزش بدون تغییر ارزش متوسط، و تعیین کیفیت دسته ای از سلول ها، دقیقا حداقل ارزش مطرح شده در اینجا است. دو مثال زیر را در نظر بگیرید:
(1)هنگامی که تحمل پوشش ماشین پوشش کوچکتر است، حداقل ظرفیت / ظرفیت طراحی می تواند افزایش یابد. اگر مشتری نیاز به حداقل ظرفیت، آن را معادل افزایش حداقل ظرفیت زمانی که ظرفیت طراحی بدون تغییر است، به این است که می گویند ظرفیت سلول باتری ارزیابی شده به مشتری بهبود یافته است؛ در عین حال انحراف پوشش الکترودهای مثبت و منفی کاهش می یابد. پس از در نظر گرفتن عواملی مانند کارایی اول و پوسیدگی ظرفیت پس از چرخه، می توان مازاد الکترود منفی طراحی شده را به طور مناسب کاهش داد، به طوری که باتری دارای ماده الکترودهای مثبت بیشتری است که معادل داشتن ظرفیت بیشتر است.
(2) هنگامی که دقت ماشین نورد بهبود یافته است ، با توجه به کاهش خطای نورد واقعی ، compaction طراحی می تواند نزدیک تر به حداکثر فشرده سازی مواد ، در نتیجه افزایش ظرفیت طراحی و ظرفیت سلول باتری ؛ نورد از قطعه قطب ضخامت باتری سازگار تر است، که معادل افزایش قوام ضخامت سلول است، و سپس یک maxTHK کوچکتر طراحیTHK را می توان در طراحی انتخاب، در نتیجه بهبود ظرفیت طراحی (عرض چاقو شکاف، عرض اندازه گیری نوار، دقت کابینت زیر ظرفیت) آن را شبیه به این، و تکرار نخواهد شد).
4. بهبود شرایط تولید و انجام نظارت بر تولید سخت گیرانه تر. دانش زیادی در کنترل تولید وجود دارد، برای فهرست کردن یک یا دو:
(1)کاهش زمان توالی پس از نورد به قبل از سیم پیچ: این می تواند ریباند ضخامت قطعه قطب را کاهش دهد, به طوری که برای کنترل بهتر ضخامت سلول. اگر ضخامت سلول به طور قابل توجهی کمتر از حداکثر ضخامت باشد، می توان ضخامت طراحی را به طور مناسب افزایش داد و در نتیجه ظرفیت طراحی سلول را افزایش داد.
(2) تثبیت دمای اتاق جداسازی: دما تاثیر زیادی بر ظرفیت سلول ها دارد. دمای پایین ممکن است باعث شود سلول هایی که ظرفیت واجد شرایط دارند به عنوان ظرفیت پایین به ظرفیت ثانویه منتقل شوند و در نتیجه منابع را هدر دهند. سلول های فقیر به عنوان محصولات واجد شرایط حمل می شوند.
همانطور که با اصل تخته کوتاه، ظرفیت دسته ای از سلول ها با کمترین ارزش سلول های حمل شده محاسبه می شود، و ضخامت دسته ای از سلول ها با حداکثر ضخامت سلول های حمل شده محاسبه می شود. در صنعت کار فشرده کشور ما، عملیات انسانی تأثیر به ویژه مهمی بر کیفیت محصولات دارد. در تولید، اگر اپراتور و پرسنل با کیفیت می توانند خطای عملیات انسانی را به حداقل برسونند و نوسان را در طول تولید کاهش دهند، معادل افزایش طول کوتاه ترین تخته در بشکه است و در نتیجه ظرفیت باتری را افزایش داده و تعداد باتری ها را کاهش می دهد. ضخامت.
5. بهینه سازی موارد متفرقه که بر ظرفیت سلول تاثیر می گذارد.
هنگامی که سلول کاملاً شارژ شده از هم دور می شود، بدنه اصلی الکترود منفی باید یکنواخت و زرد طلایی کامل باشد. با این حال، هنگامی که مشکلاتی در مورد عمل انسان، مواد، تجهیزات و حتی طراحی وجود دارد، گسل های جزئی مختلفی مانند: رسوب لیتیوم در دایره اول الکترود منفی هسته سیم پیچ، رسوب لیتیوم در دیافراگم چروکیده، چگالی ناهموار فیلم در دم الکترودهای مثبت و منفی در حین پوشش دهی. صبر کنید تا مشکل ظاهر شود. از دید ظرفیت، بارش لیتیوم به احتمال زیاد باعث ظرفیت پایینی می شود؛ اگر می توان از موقعیت های مشابه اجتناب کرد، معادل افزایش ظرفیت سلول ها است؛ اگر چنین شرایطی را نمی توان اجتناب کرد، لازم است برای پیش بینی دقیق تر وقوع آن با طراحی احتمال و اندازه تاثیر احتمالی، به طوری که برای جلوگیری از برخی از سلول ها در حال خراش به دلیل مشکلاتی که می توانست پیش بینی شده است.
