Influence du processus de formation de la batterie au lithium fer phosphate sur ses performances
Aug 25, 2020
La formation est un processus important dans le processus de production des batteries au lithium. Lors de la formation, une couche de passivation est formée sur la surface de l'électrode négative, c'est-à-dire le film d'interface d'électrolyte solide (film SEI). La qualité du film SEI affecte la durée de vie du cycle, la stabilité et les propriétés électrochimiques telles que l'autodécharge et la sécurité répondent aux exigences de" sans entretien" pour l'étanchéité de la batterie secondaire. Cependant, le film SEI formé par différents processus de conversion chimique est différent et l'impact sur les performances de la batterie est également très différent.
La méthode de pré-charge traditionnelle à faible courant aide à former un film SEI stable, mais une charge à faible courant à long terme augmentera l'impédance du film SEI formé, affectant ainsi les performances de décharge de la batterie lithium-ion le temps de traitement affecte l'efficacité de la production. Différents systèmes de batteries au lithium ont des processus de formation différents. Cet article analyse les systèmes de batteries au lithium fer phosphate.
Le processus de formation du système de phosphate de fer lithium est généralement choisi comme suit:
Courant de charge 0,05 C ~ 0,2 C, tension de coupure 3,6 ~ 3,7 V, courant de coupure de charge 0,025 C ~ 0,05 C, après une période de repos (10-20 min), 0,1 ~ 0,2 C déchargée à 2,5 V, debout pendant un certain temps (20 à 60 min). Sous différents mécanismes de charge et de décharge, la différence de courant de charge affecte la formation et la qualité de SEI, et le temps de repos et le courant de coupure de charge affectent le temps du processus de formation de la batterie.
Le processus de formation de la batterie du système au lithium fer phosphate doit sélectionner une tension de coupure appropriée. À partir de la structure cristalline du matériau, lorsque la tension de charge est supérieure à 3,7 V, la structure en treillis du phosphate de fer lithium peut être endommagée, affectant ainsi les performances de cycle de la batterie. Les résultats de l'expérience de résistance interne partielle et de l'observation SEM de la pièce polaire prouvent également que les conclusions suivantes sont correctes:
1. L'abaissement approprié de la tension de formation et la réduction du temps de formation peuvent réduire efficacement la génération de précipitation de lithium sur la surface de l'électrode négative, de sorte qu'une surface plus lisse de l'électrode négative peut être obtenue. En effet, lorsque la tension de formation est élevée, le taux de production de gaz à l'intérieur de la batterie est si rapide que le gaz à l'intérieur de la batterie ne peut pas être déchargé à temps, ce qui se dépose à la surface du diaphragme, ce qui affecte l'équilibre des contacts entre le diaphragme et l'électrode négative. Dans le processus d'extraction des ions lithium, le déséquilibre du contact entre les deux provoque une insertion excessive d'ions lithium dans certaines zones, ce qui rend la surface de l'électrode négative inégale et affecte finalement les performances de la batterie.
2. Après le test de résistance interne de la batterie après la formation, on constate que la réduction appropriée de la tension de formation et la réduction du temps de formation peuvent réduire la résistance interne de la batterie. La résistance interne élevée causée par la tension de conversion chimique élevée est également liée à la surface inégale de l'électrode négative et à la formation de points blancs. Parce que les points blancs sont des composés de lithium, la conductivité électrique est mauvaise, de sorte que la résistance interne de la batterie&est trop grande.
3. Une réduction appropriée de la tension de formation dans la conception du processus de formation peut augmenter la première capacité de charge et de décharge de la batterie et améliorer les performances de cycle de la batterie. Une tension de formation trop élevée est facile à provoquer le dépôt de lithium et de ses composés à la surface de l'électrode négative, ce qui augmente la capacité irréversible de la batterie, ce qui affectera inévitablement la capacité de la batterie. En raison de l'existence de lithium et de ses composés, la capacité de la batterie diminuera pendant le cycle de charge et de décharge. Rapide, affectant la durée de vie de la batterie.