Làm thế nào để cải thiện mật độ dung lượng của tế bào?
Cải thiện mật độ năng lượng của pin (giới hạn ở pin dung lượng) là ưu tiên hàng đầu trong việc thiết kế pin.
Nếu không đủ dung lượng, dù đơn giá có rẻ đến đâu, chu kỳ tốt thế nào, độ an toàn cao đến đâu thì pin được làm ra có thể không được quan tâm. Vậy làm thế nào chúng ta có thể cải thiện mật độ năng lượng của pin? Nó có thể được xem xét từ một số khía cạnh:
1. Tăng hiệu suất của các vật liệu góp phần vào dung lượng pin;
2. Giảm khối lượng vật liệu không góp phần vào dung lượng pin;
3. Sử dụng thiết bị sản xuất tiên tiến hơn;
4. Cải thiện các điều kiện của quá trình sản xuất và thực hiện giám sát sản xuất chặt chẽ hơn;
5. Tối ưu hóa những món linh tinh ảnh hưởng đến công suất;
Let's start to discuss the categories separately:
1. Tăng hiệu suất của các vật liệu góp phần vào dung lượng pin: Điều này chủ yếu là đối với các vật liệu hoạt động tích cực và tiêu cực, là phương pháp trực tiếp nhất để tăng mật độ dung lượng. Các hướng chính bao gồm:
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.
Với sự phát triển ngày càng cao của công nghệ vật liệu pin lithium -, tiềm năng của oxit lithium coban thông thường và than chì gần như đã đạt đến giới hạn. Trong tương lai, nếu các hệ thống hoàn thiện khác có thể được sản xuất, nó sẽ có tác động mang tính cách mạng đối với việc cải thiện mật độ năng lượng của pin lithium - ion!
2. Giảm khối lượng vật liệu không góp phần vào dung lượng pin: Mục này phức tạp hơn, chủ yếu bao gồm: sử dụng màng nhựa - nhôm mỏng hơn, sử dụng ngăn cách pin mỏng hơn, sử dụng các tab mỏng hơn và sử dụng lá đồng mỏng hơn và lá nhôm, sử dụng băng trong suốt mỏng hơn, v.v.
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.
Tuy nhiên, khi những vật liệu này mỏng hơn, độ bền cơ học và hiệu suất an toàn của chúng sẽ bị ảnh hưởng; một mặt, nhà sản xuất vật liệu phụ cần có khả năng giảm khối lượng mà không làm giảm cơ bản hiệu suất vật liệu; mặt khác, nhà sản xuất tế bào pin cần phải thay đổi quy trình, thông số sản xuất và thậm chí cả thiết bị (ví dụ: lá nhôm mỏng hơn có nghĩa là hệ số giãn dài cuộn cao hơn và tăng xác suất phân mảnh trong quá trình phủ và ép cuộn; màng mỏng hơn có nguy cơ ngắn hơn tốc độ mạch; nhựa nhôm mỏng hơn Màng dễ bị gãy chân hơn; các mấu mỏng hơn sẽ làm giảm khả năng tốc độ của pin, v.v.).
Việc thay thế những vật liệu mỏng hơn này cần rất nhiều chứng nhận từ nhà máy sản xuất pin. Nếu số lượng sản xuất thử quá ít thì không thể thu được số liệu thống kê một cách chính xác. Nếu vấn đề quá lớn sẽ gây lãng phí. So với việc cải thiện hiệu suất của các chất hoạt động, việc giảm hàm lượng các chất không hoạt động dường như có nhiều ý tưởng hơn, và các khía cạnh liên quan đều rộng như nhau.
3. Sử dụng thiết bị sản xuất tiên tiến hơn: thiết bị tiên tiến chủ yếu là để cải thiện tính nhất quán của sản xuất, giảm sự biến động của sản xuất, sau đó tăng giá trị tối thiểu mà không làm thay đổi giá trị trung bình, và xác định chất lượng của một lô tế bào, chính xác là giá trị tối thiểu được nâng lên ở đây. Lấy hai ví dụ sau:
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. Cải thiện điều kiện sản xuất và thực hiện giám sát sản xuất chặt chẽ hơn. Có rất nhiều kiến thức về kiểm soát sản xuất, hãy liệt kê một hoặc hai:
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.
Như với nguyên tắc bảng ngắn, dung lượng của một lô ô được tính bằng giá trị thấp nhất của ô được vận chuyển và độ dày của một lô ô được tính bằng độ dày tối đa của ô được vận chuyển. Trong nền công nghiệp thâm dụng - lao động của nước ta, hoạt động của con người có ảnh hưởng đặc biệt quan trọng đến chất lượng của sản phẩm. Trong sản xuất, nếu người điều hành và nhân viên chất lượng có thể giảm thiểu sai số do con người vận hành và giảm dao động trong quá trình sản xuất, thì điều đó tương đương với việc tăng chiều dài của tấm ván ngắn nhất trong thùng, do đó tăng dung lượng của pin và giảm số lượng pin. độ dày của.
5. Tối ưu hóa các mục linh tinh ảnh hưởng đến dung lượng ô.
Khi tế bào đã được sạc đầy được tháo rời, thân chính của điện cực âm phải có màu vàng vàng đồng nhất và hoàn hảo. Tuy nhiên, khi có vấn đề về vận hành của con người, vật liệu, thiết bị và thậm chí cả thiết kế, các lỗi nhỏ khác nhau như: lắng đọng lithium trong vòng tròn đầu tiên của điện cực âm của lõi cuộn dây, lắng đọng lithium trong màng ngăn bị nhăn, mật độ màng không đồng đều. ở đuôi của các điện cực âm và dương trong quá trình sơn phủ. Chờ sự cố xuất hiện. Từ góc độ công suất, lượng mưa liti có khả năng gây ra công suất thấp; nếu có thể tránh được những tình huống tương tự thì tương đương với việc tăng sức chứa của các ô; Nếu không thể tránh khỏi những tình huống như vậy, cần phải dự đoán sự xuất hiện của nó chính xác hơn bằng cách thiết kế Xác suất và quy mô của tác động có thể xảy ra, để tránh một số ô bị loại bỏ do các vấn đề có thể đã được dự đoán trước.
