Wie kann die Kapazitätsdichte von Zellen verbessert werden?
Die Verbesserung der Energiedichte von Batterien (begrenzt auf Kapazitätsbatterien) hat bei der Entwicklung von Batterien oberste Priorität.
Wenn die Kapazität nicht ausreicht, egal wie niedrig der Stückpreis ist, wie gut der Zyklus ist und wie hoch die Sicherheit ist, kann die hergestellte Batterie uninteressant sein. Wie können wir also die Energiedichte der Batterie verbessern? Es kann unter mehreren Aspekten betrachtet werden:
1. Erhöhen Sie die Leistung von Materialien, die zur Batteriekapazität beitragen;
2. Reduzieren Sie die Menge an Materialien, die nicht zur Batteriekapazität beitragen;
3. Verwenden Sie fortschrittlichere Produktionsanlagen;
4. Verbessern Sie die Bedingungen des Herstellungsprozesses und führen Sie eine strengere Produktionsüberwachung durch.
5. Optimieren Sie die verschiedenen Elemente, die die Kapazität beeinflussen;
Let's start to discuss the categories separately:
1. Erhöhen Sie die Leistung von Materialien, die zur Batteriekapazität beitragen: Dies gilt hauptsächlich für positive und negative aktive Materialien, was die direkteste Methode zur Erhöhung der Kapazitätsdichte ist. Zu den Hauptrichtungen gehören:
①Use larger materials: such as lithium-rich materials for positive electrodes, high-voltage ternary materials, high-voltage lithium cobalt oxide materials, binary materials, etc.; soft carbon and hard carbon for negative electrodes, silicon-tin-based compounds, etc.
② Use positive and negative materials with higher compaction density.
③ Use active substances with better adhesiveness and conductivity: This can reduce the content of adhesives and conductive agents in the dressing, thereby increasing the capacity of the dressing per unit mass; in addition, the amount of adhesives and conductive agents is reduced. Processing properties such as compaction of the active material of the material can also be improved.
④ Use materials with smaller thickness rebound: after the lithium-ion battery is cycled, the thickness will rebound to a certain extent; the design needs to reserve the rebound thickness after the cycle; and when using materials with a smaller thickness rebound (according to what we have seen so far) See, these materials are also materials with good cycle performance), you can transfer the saved space for thickness rebound to the design thickness of the cell, thereby increasing the design capacity of the cell.
⑤Choose a material system with better performance: a single "good positive electrode", "good negative electrode" and "good electrolyte" together cannot guarantee a "good battery". The combination of materials with poor matching will not only reduce the cycle performance of the battery, but may also affect the rate performance and even the performance of the positive and negative electrodes. Similarly, when the material matching is better, the performance, cycle, and expansion rate of the battery will be affected. The performance may be improved.
Mit zunehmender Reife der Lithium--Ionen-Batteriematerialtechnologie hat das Potenzial von herkömmlichem Lithium-Kobalt-Oxid und Graphit fast seine Grenze erreicht. Wenn in Zukunft andere ausgereifte Systeme hergestellt werden können, wird dies einen revolutionären Einfluss auf die Verbesserung der Energiedichte von Lithium--Ionen-Batterien haben!
2. Reduzieren Sie die Menge an Materialien, die nicht zur Batteriekapazität beitragen: Dieser Punkt ist komplizierter und umfasst hauptsächlich: Verwendung dünnerer Aluminium--Kunststofffolien, Verwendung dünnerer Batterieseparatoren, Verwendung dünnerer Laschen und Verwendung dünnerer Kupferfolie und Aluminiumfolie, verwenden Sie dünneres transparentes Klebeband usw.
It can be seen that the improvement in this area is basically based on "thin". Under the limited volume, the reduction of the volume of the aluminum-plastic film, diaphragm, etc., which does not directly contribute to the capacity, means the increase of chemical substances that can provide capacity, thereby increasing the capacity of the cell.
Wenn diese Materialien jedoch dünner sind, werden ihre mechanische Festigkeit und Sicherheitsleistung beeinträchtigt; Einerseits muss der Hilfsstoffhersteller in der Lage sein, das Volumen zu reduzieren, ohne die Materialleistung grundsätzlich zu reduzieren; Andererseits muss der Batteriezellenhersteller den Prozess, die Herstellungsparameter und sogar die Ausrüstung ändern (z. B. bedeutet eine dünnere Aluminiumfolie einen höheren Rollendehnungskoeffizienten und eine erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Fragmentierung während des Beschichtens und Rollenpressens; eine dünnere Membran hat ein höheres Kurzschlussrisiko). Schaltungsrate; dünnerer Aluminiumkunststoff Die Membran ist anfälliger für Stiftbrüche; dünnere Laschen verringern die Leistungsfähigkeit der Batterie usw.).
Das Ersetzen dieser dünneren Materialien erfordert eine umfangreiche Zertifizierung durch die Batteriefabrik. Wenn die Anzahl der Versuchsproduktionen zu klein ist, ist es unmöglich, genaue statistische Daten zu erhalten. Wenn das Problem zu groß ist, verursacht es Verschwendung. Verglichen mit der Verbesserung der Leistung von Wirkstoffen scheint die Reduzierung des Gehalts an inaktiven Substanzen ideenreicher zu sein, und die damit verbundenen Aspekte sind ebenso breit gefächert.
3. Verwenden Sie fortschrittlichere Produktionsanlagen: Fortschrittliche Anlagen dienen hauptsächlich dazu, die Konsistenz der Produktion zu verbessern, Produktionsschwankungen zu reduzieren und dann den Mindestwert zu erhöhen, ohne den Durchschnittswert zu ändern, und die Qualität einer Zellcharge genau zu bestimmen Mindestwert hier erhöht. Nehmen Sie die folgenden zwei Beispiele:
①When the coating tolerance of the coating machine is smaller, the minimum capacity/design capacity can be increased. If the customer has a requirement for the minimum capacity, it is equivalent to increasing the minimum capacity when the design capacity is unchanged, that is to say The capacity of the battery cell evaluated to the customer is improved; at the same time, the coating deviation of the positive and negative electrodes is reduced. After considering the factors such as the first efficiency and the capacity decay after the cycle, the excess of the designed negative electrode can be appropriately reduced, so that the battery has more positive electrodes material, which is equivalent to having more capacity.
② When the accuracy of the rolling machine is improved, due to the reduction of the actual rolling error, the design compaction can be closer to the maximum compaction of the material, thereby increasing the design capacity and the capacity of the battery cell; rolling out the pole piece The thickness of the battery is more consistent, which is equivalent to increasing the consistency of the thickness of the cell, and then a smaller maxTHK-designTHK can be selected in the design, thereby improving the design capacity (width of slitting knife, width of tape measure, accuracy of sub-capacity cabinet) It is similar to this, and will not be repeated).
4. Verbesserung der Produktionsbedingungen und strengere Produktionsüberwachung. Es gibt viel Wissen in der Produktionssteuerung, um nur ein oder zwei aufzuzählen:
①Reduce the sequence time after rolling to before winding: This can reduce the thickness rebound of the pole piece, so as to better control the thickness of the cell. If the thickness of the cell is significantly lower than the maximum thickness, the design thickness can be appropriately increased, thereby increasing the design capacity of the cell.
② Stabilize the temperature of the separation room: The temperature has a great influence on the capacity of the cells. The low temperature may cause the cells with the qualified capacity to be transferred to the secondary capacity as low capacity, thereby wasting resources. Poor cells are shipped as qualified products.
Wie beim Kurzplatinenprinzip wird die Kapazität einer Zellcharge anhand des niedrigsten Werts der versendeten Zellen und die Dicke einer Zellcharge anhand der maximalen Dicke der versendeten Zellen berechnet. In der arbeits-intensiven Industrie unseres Landes hat der menschliche Eingriff einen besonders wichtigen Einfluss auf die Qualität der Produkte. Wenn der Bediener und das Qualitätspersonal in der Produktion menschliche Bedienungsfehler minimieren und die Schwankungen während der Produktion reduzieren können, entspricht dies einer Erhöhung der Länge des kürzesten Bretts im Fass, wodurch die Kapazität der Batterie erhöht und die Anzahl der Batterien verringert wird Batterien. Dicke von.
5. Optimieren Sie die verschiedenen Elemente, die die Zellkapazität beeinflussen.
Wenn die vollständig geladene Zelle zerlegt wird, sollte der Hauptkörper der negativen Elektrode gleichmäßig und perfekt goldgelb sein. Wenn es jedoch Probleme mit menschlicher Bedienung, Materialien, Ausrüstung und sogar Design gibt, können verschiedene kleinere Fehler auftreten, wie z am Ende der positiven und negativen Elektroden während der Beschichtung. Warten Sie, bis das Problem auftritt. Aus Sicht der Kapazität verursacht die Lithiumausfällung wahrscheinlich eine geringe Kapazität; wenn ähnliche Situationen vermieden werden können, ist dies gleichbedeutend mit einer Erhöhung der Kapazität der Zellen; Wenn solche Situationen nicht vermieden werden können, ist es notwendig, ihr Eintreten durch das Design genauer vorherzusagen. Die Wahrscheinlichkeit und das Ausmaß der möglichen Auswirkungen, um zu vermeiden, dass einige Zellen aufgrund von Problemen, die vorhergesagt werden könnten, verschrottet werden.
