Dez principais problemas e análises na produção de baterias de lítio

Dez principais problemas e análises na produção de baterias de lítio

1. Qual é a razão dos furos no revestimento do eletrodo negativo? É porque o material não está bem disperso? É possível que a má distribuição do tamanho das partículas do material seja a razão?

O aparecimento de furos deve ser causado pelos seguintes fatores: 1. A película não está limpa; 2. O agente condutor não está disperso; 3. O material principal do eletrodo negativo não está disperso; 4. Alguns ingredientes da fórmula contêm impurezas; 5. As partículas do agente condutor são irregulares e difíceis de dispersar; 6. As partículas negativas do eletrodo são irregulares e difíceis de dispersar; 7. Existem problemas de qualidade com os próprios materiais da fórmula; 8. O recipiente de mistura não foi bem limpo, resultando em pó seco residual dentro do recipiente. Basta acessar o monitoramento do processo e analisar você mesmo os motivos específicos.

Além disso, em relação às manchas pretas no diafragma, eu as encontrei há muitos anos. Deixe-me respondê-las brevemente primeiro. Por favor, corrija quaisquer erros. De acordo com a análise, foi determinado que os pontos pretos são causados ​​pela alta temperatura local do separador causada pela descarga de polarização da bateria, e o pó do eletrodo negativo adere ao separador. A descarga de polarização é causada pela presença de substâncias ativas ligadas ao pó na bobina da bateria por motivos de material e processo, resultando em descarga de polarização após a formação e carga da bateria. Para evitar os problemas acima, é primeiro necessário utilizar processos de mistura apropriados para resolver a ligação entre substâncias activas e colectivos metálicos, e para evitar a remoção artificial de pó durante o fabrico da placa da bateria e a montagem da bateria.

Adicionar alguns aditivos que não afetam o desempenho da bateria durante o processo de revestimento pode, de fato, melhorar o desempenho do eletrodo. É claro que adicionar esses componentes ao eletrólito pode obter um efeito de consolidação. A alta temperatura local do diafragma é causada pela não uniformidade das placas dos eletrodos. A rigor, pertence a um micro curto-circuito, que pode causar alta temperatura local e fazer com que o eletrodo negativo perca pó.

2. Quais são as razões para a resistência interna excessiva da bateria?

Em termos de tecnologia:

1). O ingrediente do eletrodo positivo tem muito pouco agente condutor (a condutividade entre os materiais não é boa porque a condutividade do próprio lítio-cobalto é muito baixa)

2). Há demasiado adesivo para o ingrediente do eléctrodo positivo. (Os adesivos são geralmente materiais poliméricos com fortes propriedades de isolamento)

3). Adesivo excessivo para ingredientes de eletrodos negativos. (Os adesivos são geralmente materiais poliméricos com fortes propriedades de isolamento)

4). Distribuição desigual de ingredientes.

5). Solvente aglutinante incompleto durante a preparação dos ingredientes. (Não completamente solúvel em NMP, água)

6). O projeto de densidade da superfície da pasta de revestimento é muito alto. (Longa distância de migração de íons)

7). A densidade de compactação é muito alta e o rolamento está muito compactado. (A laminação excessiva pode causar danos à estrutura das substâncias ativas)

8). A orelha do eletrodo positivo não está firmemente soldada, resultando em soldagem virtual.

9). A orelha do eletrodo negativo não está firmemente soldada ou rebitada, resultando em falsa soldagem ou desprendimento.

10). O enrolamento não está apertado e o núcleo está solto. (Aumente a distância entre as placas de eletrodos positivos e negativos)

11). A orelha do eletrodo positivo não está firmemente soldada ao invólucro.

12). A orelha e o pólo do eletrodo negativo não estão firmemente soldados.

13). Se a temperatura de cozimento da bateria for muito alta, o diafragma encolherá. (Abertura reduzida do diafragma)

14). Quantidade insuficiente de injeção de líquido (a condutividade diminui, a resistência interna aumenta rapidamente após a circulação!)

15). O tempo de armazenamento após a injeção de líquido é muito curto e o eletrólito não está totalmente encharcado

16). Não totalmente ativado durante a formação.

17). Vazamento excessivo de eletrólito durante o processo de formação.

18). Controle insuficiente de água durante o processo de produção, resultando na expansão da bateria.

19). A tensão de carga da bateria está muito alta, causando sobrecarga.

20). Ambiente de armazenamento de bateria irracional.

Em termos de materiais:

21). O material do eletrodo positivo possui alta resistência. (Má condutividade, como fosfato de ferro-lítio)

22). Impacto do material do diafragma (espessura do diafragma, pequena porosidade, pequeno tamanho de poro)

23). Efeitos de materiais eletrolíticos. (Baixa condutividade e alta viscosidade)

24). Influência do material PVDF do eletrodo positivo. (alto peso ou peso molecular)

25). A influência do material condutor do eletrodo positivo. (Má condutividade, alta resistência)

26). Efeitos dos materiais auditivos dos eletrodos positivos e negativos (espessura fina, baixa condutividade, espessura irregular e baixa pureza do material)

27). Os materiais de folha de cobre e folha de alumínio têm baixa condutividade ou óxidos superficiais.

28). A resistência interna do contato de rebitagem do pólo da placa de cobertura é muito alta.

29). O material do eletrodo negativo possui alta resistência. outros aspectos

30). Desvio dos instrumentos de teste de resistência interna.

31). Operação humana.

3. Quais problemas devem ser observados no revestimento irregular das placas de eletrodo?

Este problema é bastante comum e originalmente relativamente fácil de resolver, mas muitos trabalhadores de revestimento não são bons em resumir, resultando em alguns pontos problemáticos existentes sendo padronizados como fenômenos normais e inevitáveis. Em primeiro lugar, é necessário ter uma compreensão clara dos factores que afectam a densidade superficial e dos factores que afectam o valor estável da densidade superficial, a fim de resolver o problema de uma forma direccionada.

Os fatores que afetam a densidade da superfície do revestimento incluem:

1). Fatores do próprio material

2). Fórmula

3). Misturando materiais

4). Ambiente de revestimento

5). Ponta da faca

6). Viscosidade da pasta

7). Velocidade do pólo

8). Nivelamento da superfície

9). Precisão da máquina de revestimento

10). Força do Vento do Forno

11). Tensão de revestimento e assim por diante

Fatores que afetam a uniformidade do eletrodo:

1). Qualidade da pasta

2). Viscosidade da pasta

3). Velocidade de viagem

4). Tensão da folha

5). Método de equilíbrio de tensão

6). Comprimento de tração do revestimento

7). Barulho

8). Planicidade da superfície

9). Planicidade da lâmina

10). Planicidade do material da folha, etc.

O texto acima é apenas uma lista de alguns fatores, e você mesmo precisa analisar os motivos para eliminar especificamente os fatores que causam densidade superficial anormal.

4. Existe alguma razão especial pela qual folhas de alumínio e folhas de cobre são usadas para a coleta de corrente de eletrodos positivos e negativos? Existe algum problema em usá-lo ao contrário? Você já viu muita literatura que utiliza diretamente malha de aço inoxidável? Existe alguma diferença?

1). Ambos são usados ​​como coletores de fluidos porque possuem boa condutividade, textura macia (que também pode ser benéfica para a colagem) e são relativamente comuns e baratos. Ao mesmo tempo, ambas as superfícies podem formar uma camada de película protetora de óxido.

2). A camada de óxido na superfície do cobre pertence aos semicondutores, com condução de elétrons. A camada de óxido é muito espessa e tem alta impedância; A camada de óxido na superfície do alumínio é um isolante e a camada de óxido não pode conduzir eletricidade. No entanto, devido à sua espessura fina, a condutividade eletrônica é alcançada através do efeito de tunelamento. Se a camada de óxido for espessa, o nível de condutividade da folha de alumínio é ruim e até mesmo o isolamento. Antes de usar, é melhor limpar a superfície do coletor de fluido para remover manchas de óleo e camadas espessas de óxido.

3). O potencial positivo do eletrodo é alto e a fina camada de óxido de alumínio é muito densa, o que pode impedir a oxidação do coletor. A camada de óxido da folha de cobre é relativamente solta e, para evitar sua oxidação, é melhor ter um potencial menor. Ao mesmo tempo, é difícil para o Li formar uma liga de intercalação de lítio com Cu em um potencial baixo. No entanto, se a superfície do cobre estiver fortemente oxidada, o Li reagirá com o óxido de cobre a um potencial ligeiramente mais elevado. A folha AL não pode ser usada como eletrodo negativo, pois a liga de LiAl pode ocorrer em potenciais baixos.

4). A coleta de fluidos requer composição pura. A composição impura do AL levará à máscara facial da superfície não compacta e à corrosão por pites e, ainda mais, a destruição da máscara facial da superfície levará à formação da liga LiAl. A malha de cobre é limpa com sulfato de hidrogênio e depois cozida com água deionizada, enquanto a malha de alumínio é limpa com sal de amônia e depois cozida com água deionizada. O efeito condutor da malha de pulverização é bom.

5、 Ao medir o curto-circuito do núcleo da bobina, um testador de curto-circuito da bateria é usado. Quando a tensão é alta, pode testar com precisão a célula de curto-circuito. Além disso, qual é o princípio de ruptura de alta tensão do testador de curto-circuito?

A alta tensão usada para medir um curto-circuito em uma célula de bateria está relacionada aos seguintes fatores:

1). O nível tecnológico da sua empresa;

2). Projeto estrutural da própria bateria

3). Material do diafragma da bateria

4). O propósito da bateria

Diferentes empresas usam tensões diferentes, mas muitas empresas usam a mesma tensão, independentemente do tamanho ou capacidade do modelo. Os fatores acima podem ser organizados em ordem decrescente: 1>4>3>2, o que significa que o nível de processo da sua empresa determina o tamanho da tensão de curto-circuito.

Simplificando, o princípio da ruptura é devido à presença de potenciais fatores de curto-circuito, como poeira, partículas, orifícios maiores do diafragma, rebarbas, etc. entre o eletrodo e o diafragma, que podem ser chamados de elos fracos. Em uma tensão fixa e alta, esses elos fracos tornam a resistência de contato entre as placas dos eletrodos positivo e negativo menor do que em outros lugares, facilitando a ionização do ar e a geração de arcos; Alternativamente, os pólos positivo e negativo já foram curto-circuitados e os pontos de contato são pequenos. Sob condições de alta tensão, esses pequenos pontos de contato recebem instantaneamente grandes correntes que passam por eles, convertendo energia elétrica em energia térmica, fazendo com que a membrana derreta ou quebre instantaneamente.

6. Qual é o efeito do tamanho das partículas do material na corrente de descarga?

Simplificando, quanto menor for o tamanho da partícula, melhor será a condutividade. Quanto maior o tamanho da partícula, pior será a condutividade. Naturalmente, os materiais de alta taxa são geralmente de alta estrutura, pequenas partículas e alta condutividade.

Apenas a partir de uma análise teórica, como conseguir isso na prática só pode ser explicado por amigos que fabricam materiais. Melhorar a condutividade de materiais com partículas pequenas é uma tarefa muito difícil, especialmente para materiais em nanoescala, e materiais com partículas pequenas terão compactação relativamente pequena, ou seja, pequena capacidade de volume.

7、 As placas de eletrodo positivas e negativas se recuperaram em 10um após serem assadas por 12 horas após serem enroladas, por que há uma recuperação tão grande?

Existem dois fatores de influência fundamentais: materiais e processos.

1). O desempenho dos materiais determina o coeficiente de recuperação, que varia entre os diferentes materiais; O mesmo material, fórmulas diferentes e coeficientes de rebote diferentes; O mesmo material, a mesma fórmula, a espessura do comprimido é diferente e o coeficiente de recuperação é diferente;

2). Se o controle do processo não for bom, também poderá causar recuperação. Tempo de armazenamento, temperatura, pressão, umidade, método de empilhamento, tensão interna, equipamento, etc.

8、 Como resolver o problema de vazamento de baterias cilíndricas?

O cilindro é fechado e selado após a injeção do líquido, de modo que a vedação naturalmente se torna uma dificuldade na vedação do cilindro. Atualmente, existem provavelmente várias maneiras de vedar baterias cilíndricas:

1). Selagem por soldagem a laser

2). Vedação do anel de vedação

3). Selagem com cola

4). Vedação por vibração ultrassônica

5). Combinação de dois ou mais tipos de vedação mencionados acima

6). Outros métodos de vedação

Várias causas de vazamento:

1). A má vedação pode causar vazamento de líquido, geralmente resultando em deformação e contaminação da área de vedação, indicando má vedação.

2). A estabilidade da vedação também é um fator, ou seja, ela passa na inspeção durante a vedação, mas a área de vedação é facilmente danificada, causando vazamento de líquido.

3). Durante a formação ou teste, o gás é produzido para atingir a tensão máxima que a vedação pode suportar, o que pode impactar a vedação e causar vazamento de líquido. A diferença do ponto 2 é que o ponto 2 pertence ao vazamento de produto defeituoso, enquanto o ponto 3 pertence ao vazamento destrutivo, ou seja, a vedação é qualificada, mas a pressão interna excessiva pode causar danos à vedação.

4). Outros métodos de vazamento.

A solução específica depende da causa do vazamento. Desde que a causa seja identificada, é fácil de resolver, mas a dificuldade reside na dificuldade de encontrar a causa, uma vez que o efeito de vedação do cilindro é relativamente difícil de inspecionar e pertence principalmente ao tipo de dano utilizado para verificações pontuais .

9、 Ao realizar experimentos, sempre há excesso de eletrólito. O excesso de eletrólito afeta o desempenho da bateria sem derramamento?

Sem estouro? Existem várias situações:

1). O eletrólito está certo

2). Eletrólito ligeiramente excessivo

3). Quantidade excessiva de eletrólito, mas não atingindo o limite

4). Uma grande quantidade de eletrólito é excessiva, aproximando-se do limite

5). Atingiu seu limite e pode ser selado

O primeiro cenário é ideal, sem problemas.

A segunda situação é que um ligeiro excesso às vezes é um problema de precisão, às vezes um problema de design e, geralmente, um pouco exagerado no design.

O terceiro cenário não é um problema, é apenas um desperdício de custos.

A quarta situação é um pouco perigosa. Porque durante o processo de uso ou teste de baterias, vários motivos podem fazer com que o eletrólito se decomponha e produza alguns gases; A bateria aquece, causando expansão térmica; As duas situações acima podem facilmente causar inchaço (também conhecido como deformação) ou vazamento da bateria, aumentando os riscos de segurança da bateria.

O quinto cenário é na verdade uma versão melhorada do quarto cenário, que representa um perigo ainda maior.

Exagerando, o líquido também pode virar bateria. Isso consiste em inserir os eletrodos positivo e negativo em um recipiente contendo uma grande quantidade de eletrólito (como um copo de 500ML) ao mesmo tempo. Neste momento, os eletrodos positivos e negativos podem ser carregados e descarregados, o que também é uma bateria. Portanto, não há pouco excesso de eletrólito aqui. O eletrólito é apenas um meio condutor. No entanto, o volume da bateria é limitado e, dentro deste volume limitado, é natural considerar questões de utilização de espaço e deformação.

10、 A quantidade de líquido injetado será muito pequena e causará inchaço após a divisão da bateria?

Só se pode dizer que pode não ser necessário, depende da quantidade de líquido injetado.

1). Se a célula da bateria estiver completamente encharcada de eletrólito, mas não houver nenhum resíduo, a bateria não ficará saliente após a divisão da capacidade;

2). Se a célula da bateria estiver completamente encharcada no eletrólito e houver uma pequena quantidade de resíduo, mas a quantidade de líquido injetado for menor que a exigência da sua empresa (claro, essa exigência não é necessariamente o valor ideal, com um ligeiro desvio), a bateria de capacidade dividida não ficará saliente neste momento;

3). Se a célula da bateria estiver completamente encharcada de eletrólito e houver uma grande quantidade de eletrólito residual, mas os requisitos da sua empresa para a quantidade de injeção forem maiores do que o real, a chamada quantidade de injeção insuficiente é apenas um conceito da empresa e não pode refletir verdadeiramente a adequação da quantidade real de injeção da bateria e a bateria de capacidade dividida não incha;

4). Volume de injeção de líquido insuficiente e substancial. Isso também depende do grau. Se o eletrólito mal conseguir absorver a célula da bateria, ele pode ou não inchar após a capacitância parcial, mas a probabilidade de protuberância da bateria é maior;

Se houver uma grave falta de injeção de líquido na célula da bateria, a energia elétrica durante a formação da bateria não poderá ser convertida em energia química. Neste momento, a probabilidade de protuberância da célula de capacitância é de quase 100%.

Portanto, pode ser resumido da seguinte forma: Supondo que a quantidade ideal real de injeção de líquido da bateria seja Mg, há várias situações em que a quantidade de injeção de líquido é relativamente pequena:

1). Volume de injeção de líquido=M: Bateria normal

2). A quantidade de injeção de líquido é ligeiramente menor que M: a bateria não tem capacidade protuberante e a capacidade pode ser normal ou ligeiramente inferior ao valor projetado. A probabilidade de aumentar o volume do ciclismo e o desempenho do ciclismo piora;

3). A quantidade de injeção de líquido é muito menor que M: a bateria tem capacidade relativamente alta e taxa de abaulamento, resultando em baixa capacidade e baixa estabilidade de ciclagem. Geralmente, a capacidade é inferior a 80% após várias semanas

4). M=0, a bateria não fica saliente e não tem capacidade.