Die wichtigsten Faktoren, die den inneren Widerstand von Lithiumbatterien beeinflussen

Bei der Verwendung von Lithiumbatterien nimmt die Leistung der Batterie ständig ab, was sich hauptsächlich in Form von Kapazitätsverlust, Erhöhung des internen Widerstands, Leistungsabnahme usw. manifestiert.Die Änderung des Batterieinnerenwiderstands wird durch die Temperatur beeinflusst., Entladungsspiegelung und andere Verwendungsbedingungen.Dieses Papier erläutert daher hauptsächlich die Faktoren, die den inneren Widerstand der Batterie aus den Aspekten der Batteriestrukturgestaltung beeinflussen,Leistung der Rohstoffe, Verarbeitungsprozess und Verwendungsbedingungen.

Auswirkungen der Strukturentwicklung

In der Batteriestruktur ist neben dem Nieten und Schweißen der Batteriestruktur selbst die ZahlGröße und Position des Batteriepohlohrs beeinflussen direkt den inneren Widerstand der Batterie.In gewissem Maße kann die Erhöhung der Anzahl der polaren Ohren den inneren Widerstand der Batterie wirksam verringern.Die Pole-Ohrposition im Kopf der positiven und negativen Elektrodenplatte hat den größten inneren Widerstand, und im Vergleich zur Spulenbatterie entspricht die Laminatbatterie Dutzenden kleiner Batterien parallel, und ihr innerer Widerstand ist kleiner.

Auswirkungen der Rohstoffe auf die Leistung

1 Positiv- und Negativelektrodenaktiver Stoff

Das Kathodenmaterial in der Lithiumbatterie ist die Li-Speicherseite, die mehr die Leistung der Lithiumbatterie bestimmt.Das Kathodenmaterial verbessert hauptsächlich die Elektronenleitfähigkeit zwischen den Teilchen durch Beschichtung und DopingZum Beispiel wird nach Doping mit Ni die Stärke der P-O-Bindung erhöht, die Struktur von LiFePO4/C stabilisiert und das Kristallzellvolumen optimiert.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W,.

Und die Simulationsanalyse des elektrochemischen thermischen Kopplungsmodells zeigt, dass die starke Zunahme der Aktivierungspolarierung, insbesondere der negativen Elektrodenaktivierungspolarierung,ist der Hauptgrund für die ernsthafte Polarisierung.Die Verringerung der Negativelektrodenpartikelgröße kann die Negativelektrodenaktivierungspolarisierung um 45% reduzieren, wenn die Negativelektrodenpartikelgröße in fester Phase um die Hälfte verringert wird.Daher, ist auch die Verbesserung des Materials der Positiv- und Negativelektroden selbst im Hinblick auf die Batteriekonstruktion unerlässlich.

2Dirigent

Graphit und Kohlenstoffschwarz werden aufgrund ihrer guten Leistung im Bereich der Lithiumbatterien weit verbreitet.die Leistung des Batterieverhältnisses der positiven Elektrode mit Zusatz von Kohlenstoffschwarzem leitfähigem Mittel ist besser, weil der leitfähige Graphitmittel eine Form der Blechelemente aufweist, wodurch der Porenwickelungskoeffizient unter dem großen Verhältnis liegt,Dies ist ein einfaches Phänomen, das das Li-Flüssigphasen-Diffusionsverfahren die Entladekapazität begrenzt..Die Batterie mit CNTs hat weniger inneren Widerstand, weil im Vergleich zum Graphit/Kohlenstoffschwarz und dem aktiven Material Kontaktpunkt,das faserbare Kohlenstoffnanorohr steht in direktem Kontakt mit dem Wirkstoff, was die Schnittstellenimpedanz der Batterie verringern kann.

Drei Flüssigkeitsepisoden

Die Verringerung des Schnittstellenwiderstands zwischen dem Flüssigkeitskollektor und dem Wirkstoff und die Verbesserung der Bindungsfestigkeit zwischen ihnen ist ein wichtiges Mittel zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Lithiumbatterien.Die leitfähige Kohlenstoffbeschichtung auf der Oberfläche der Aluminiumfolie und die Koronabehandlung der Aluminiumfolie können die Schnittstellenimpedanz der Batterie effektiv reduzierenIm Vergleich zu gewöhnlicher Aluminiumfolie kann die Verwendung von kohlenstoffbeschichteter Aluminiumfolie den inneren Widerstand der Batterie um etwa 65% reduzieren.und kann die Zunahme der Batterie während des Gebrauchs reduzieren.

Der AC-innere Widerstand von mit Corona behandelter Aluminiumfolie kann um etwa 20% reduziert werden.Der interne Gleichspannungswiderstand ist gering und der Anstieg wird mit zunehmender Entladungsschicht allmählich kleiner..

4 Zwerchfell

Die Ionenleitung innerhalb der Batterie hängt von der Diffusion von Li-Ionen im Elektrolyt durch die Membranporen ab.Die Feuchtigkeitsabsorptionsfähigkeit des Zwerchfells ist der Schlüssel zu einem guten IonenflusskanalWenn die Membran eine höhere Flüssigkeitsabsorption und eine poröse Struktur aufweist, kann sie die Leitfähigkeit verbessern, die Impedanz der Batterie verringern und die Multiplikatorleistung der Batterie verbessern.Im Vergleich zur gewöhnlichen Grundmembran, keramische und beschichtete Membranen können nicht nur die Schrumpffestigkeit der Membranen bei hohen Temperaturen erheblich verbessern,aber auch die Flüssigkeitsabsorption und die Feuchtigkeitskapazität des Zwerchfells verbessernDurch das Hinzufügen einer SiO2-Keramikbeschichtung auf das PP-Diaphragma kann das Flüssigkeitsabsorptionsvolumen des Diaphragmas um 17% erhöht werden.Die Verfärbung von 1 m PVDF-HFP auf PP / PE-Verbunddiaphragma erhöhte das Aspirat des Diaphragmas von 70% auf 82%, und der innere Widerstand der Zelle sank um mehr als 20%.

Auswirkungen von Prozessfaktoren

1 Die Pulpe

Die Gleichmäßigkeit der Schlammdispersion während des Schlammverschlusses beeinflusst, ob sich der leitfähige Wirkstoff gleichmäßig im Wirkstoff und in enger Berührung mit ihm verteilen kann.der mit dem inneren Widerstand der Batterie zusammenhängt.Durch die Erhöhung der Hochgeschwindigkeitsdispersion kann die Gleichmäßigkeit der Schlammdispersion verbessert werden, und je kleiner der innere Widerstand der Batterie ist, desto geringer wird der Widerstand der Batterie.Die Verteilungseinheitlichkeit des leitfähigen Stoffes in der Elektrode kann verbessert und die elektrochemische Polarisierung.

2 Tonnen Stoff

Die Gesichtsdichte ist einer der wichtigsten Parameter des Batteriedesigns.die extrem einseitige Dichte erhöht wird, wird die Gesamtlänge der Flüssigkeit und des Zwerchfells verringernDer innere Widerstand der Batterie verringert sich daher innerhalb eines bestimmten Bereichs mit zunehmender Oberflächendichte.Während der Beschichtung und Trocknung, ist die Migration der Lösungsmittelmoleküle eng mit der Temperatur des Ofens verbunden, was sich direkt auf die Verteilung von Bindemittel und leitendem Stoff in der Elektrode auswirkt,und beeinflusst dann die Bildung eines leitfähigen Gitter innerhalb der ElektrodeDaher ist die Temperatur der Beschichtung und Trocknung auch ein wichtiger Prozess zur Optimierung der Leistung der Batterie.

3 Rolldruck

In gewissem Maße nimmt der innere Widerstand der Batterie ab, wenn die Verdichtungsdichte steigt, weil die Verdichtungsdichte steigt,der Abstand zwischen den Rohstoffpartikeln verringert, je mehr Kontakt zwischen den Partikeln, je leitfähiger Brücken und Kanäle, desto geringer die Batterieimpedanz. Die Kontrolle der Verdichtungsdichte erfolgt hauptsächlich durch die Rollendicke.Unterschiedliche Rollendruckdicke hat einen großen Einfluss auf den inneren Widerstand der BatterieWenn die Druckdicke der Walze groß ist, steigt der Kontaktwiderstand zwischen dem Wirkstoff und der Sammelflüssigkeit, da das Wirkstoffmaterial nicht fest herunterrollen kann.und der innere Widerstand der Batterie steigt.Und die Oberfläche der positiven Batterieelektrode mit großer Rollendruckdicke erzeugt nach dem Batteriezyklus Risse,die den Kontaktwiderstand zwischen dem Tensid der Elektrodenplatte und dem Flüssigkeitskollektor weiter erhöht.

4. Zeit der Umstellung der Polarplatte

Die unterschiedliche Haltezeit beeinflusst den inneren Widerstand der Positivplatte.der innere Widerstand der Batterie steigt aufgrund der Einwirkung der Kohlenstoffbeschichtung aus Lithium-Eisenphosphat langsam anWenn die Haltezeit länger ist (mehr als 23 Stunden), erhöht sich die Reaktion von Lithium-Eisenphosphat und Wasser und die Bindung des Klebstoffs erheblich.Die Umschlagzeit der Stangplatte sollte in der tatsächlichen Produktion streng kontrolliert werden.

5 Injektion

Die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten bestimmt den inneren Widerstand und die Multiplikatormerkmale der Batterie.Die Leitfähigkeit des Elektrolyten ist umgekehrt proportional zum Viskositätbereich des Lösungsmittels, und wird auch von der Lithiumsalzkonzentration und der Anionengröße beeinflusst.Die Menge der Flüssigkeitsinjektion und die Infiltrationszeit nach der Flüssigkeitsinjektion beeinflussen auch direkt den inneren Widerstand der Batterie.Eine geringere Flüssigkeitsinjektion oder eine unzureichende Infiltrationszeit verursachen einen großen inneren Widerstand der Batterie und beeinträchtigen so die Kapazität der Batterie.

Verwenden Sie Bedingungseffekte

1 Temperatur

Der Effekt der Temperatur auf die Größe des inneren Widerstands ist offensichtlich. Je niedriger die Temperatur, desto langsamer die Ionenübertragung innerhalb der Batterie.je größer der innere Widerstand der BatterieDie Batterieimpedanz kann in Körperphasenimpedanz, SEI-Membranimpedanz und Ladungsübertragungsimpedanz unterteilt werden.Die Impedanz der Körperphase und die Impedanz der SEI-Membran werden hauptsächlich durch die ionische Leitfähigkeit des Elektrolyten beeinflusst., und der Veränderungstrend bei niedrigen Temperaturen entspricht dem Trend der Veränderung der Elektrolytleitfähigkeit.Im Vergleich zur Erhöhung der Körperphasenimpedanz und des SEI-Membranwiderstands bei niedrigen Temperaturen, ist die Ladungsreaktionsimpedanz mit zunehmender Temperatur abnehmend signifikanter.der Anteil der Ladereaktionsimpedanz am gesamten inneren Widerstand der Batterie erreicht fast 100%.

2 SOC

Wenn sich die Batterie in unterschiedlichen SOC-Konditionen befindet, ist die interne Widerstandsgröße nicht gleich, insbesondere der Gleichstromwiderstand beeinflusst direkt die Leistungsfähigkeit der Batterie,mit einer Leistung der Batterie im tatsächlichen Zustand: Lithiumbatterie-DC-Widerstand steigt mit zunehmender Entladungsabdeckung der Batterie DOD, bei 10% bis 80% der Entladungsintervall-Widerstandgröße grundsätzlich unverändert,Generell in der tiefen Entladung Tiefe des inneren Widerstands deutlich erhöht.

3 Aufbewahrung

Mit zunehmender Speicherzeit der Lithium-Ionen-Batterie wird die Batterie immer älter und ihr innerer Widerstand steigt ständig.Verschiedene Arten von Lithiumbatterien haben unterschiedliche Grade der Veränderung des inneren Widerstands.Nach einer langen Lagerzeit von 9-10 Monaten ist die interne Widerstandssteigerung von LFP-Batterien höher als bei NCA- und NCM-Batterien.Die Zunahme des inneren Widerstands hängt mit der Lagerung zeit zusammenStroe et al. quantifizierten die Beziehung zwischen LFP / C Batterien für 24 bis 36 Monate (wie folgt):

Insbesondere Temperatur in K, SOC in Prozent und Zeit in Monaten.

4 Wiederholung

Ob in Lagerung oder im Verkehr, der Einfluss der Temperatur auf den inneren Widerstand der Batterie ist konsistent, je höher die Zyklustemperatur, desto größer die Zunahme der inneren Widerstand.Verschiedene Zyklusintervalle haben unterschiedliche Auswirkungen auf den inneren Widerstand der BatterieDer innere Widerstand der Batterie steigt mit zunehmender Lade- und Entladetiefe.und die Erhöhung des inneren Widerstands ist proportional zur Stärkung der Ladung und Entladung Tiefe.

Neben dem Einfluß von Ladebereich und Entladebereich wird auch die Ladespannung beeinflusst: zu niedrige oder zu hohe Ladespannungsgrenze wird die ElektrodenoberflächeZheng, dass LFP / C Batterie im Zyklus der optimale Ladeanspannung ist 3.9~4.3V, Experimente ergaben, daß eine zu niedrige Grenzspannung keine Passivationsfolie bilden kann,und eine zu hohe Spannungsgrenze führt zu Elektrolyten in der LiFePO4-Elektrodenoberfläche.

5 Sonstige

Lithiumbatterien für Fahrzeuge werden in der Praxis zwangsläufig schlechte Straßenverhältnisse erleben.aber die Studie hat festgestellt, dass die Vibrationsumgebung der Lithiumbatterie im Anwendungsverfahren hat fast keinen Einfluss auf den inneren Widerstand der Lithiumbatterie.

Der innere Widerstand ist ein wichtiger Parameter, um die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen zu messen und die Lebensdauer der Batterie zu bewerten.je schlechter die Multiplikatorleistung der Batterie, und je schneller sie bei Lagerung und Recycling zunimmt. Der innere Widerstand hängt mit der Batteriestruktur, den Eigenschaften des Batteriematerials und dem Herstellungsprozess zusammen.und Veränderungen mit der Umgebungstemperatur und dem LadezustandDie Entwicklung einer Batterie mit niedrigem Widerstand ist daher der Schlüssel zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Batterie.und es ist von großer praktischer Bedeutung, das Veränderungsgesetz des internen Akkulebenswiderstandes zu meistern