Come migliorare la densità di capacità delle cellule?
Il miglioramento della densità energetica delle batterie (limitato alla capacità delle batterie) è la prima priorità nella progettazione delle batterie.
Se la capacità non è sufficiente, non importa quanto sia basso il prezzo unitario, quanto sia buono il ciclo e quanto sia alta la sicurezza, la batteria che viene prodotta potrebbe non essere interessata. Quindi, come possiamo migliorare la densità di energia della batteria? Può essere considerato sotto diversi aspetti:
1. Aumentare le prestazioni dei materiali che contribuiscono alla capacità della batteria;
2. Ridurre il volume dei materiali che non contribuiscono alla capacità della batteria;
3. Utilizzare apparecchiature di produzione più avanzate;
4. Migliorare le condizioni del processo di produzione ed effettuare un monitoraggio della produzione più rigoroso;
5. Ottimizzare le voci varie che influiscono sulla capacità;
Let's start to discuss the categories separately:
1. Aumentare le prestazioni dei materiali che contribuiscono alla capacità della batteria: questo è principalmente per i materiali attivi positivi e negativi, che è il metodo più diretto per aumentare la densità della capacità. Le direzioni principali includono:
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.
Con la crescente maturità della tecnologia dei materiali delle batterie agli{0}}ioni di litio, il potenziale del comune ossido di cobalto di litio e della grafite ha quasi raggiunto il limite. In futuro, la produzione di altri sistemi maturi avrà un impatto rivoluzionario sul miglioramento della densità energetica delle batterie agli-ioni di litio!
2. Ridurre il volume dei materiali che non contribuiscono alla capacità della batteria: questo elemento è più complicato e comprende principalmente: l'utilizzo di una pellicola di plastica{1}}di alluminio più sottile, l'utilizzo di un separatore di batteria più sottile, l'utilizzo di linguette più sottili e l'utilizzo di un foglio di rame più sottile e foglio di alluminio, utilizzare nastro trasparente più sottile, ecc.
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.
Tuttavia, quando questi materiali sono più sottili, la loro resistenza meccanica e le prestazioni di sicurezza ne risentiranno; da un lato, il produttore di materiale ausiliario deve essere in grado di ridurre il volume senza ridurre sostanzialmente le prestazioni del materiale; d'altra parte, il produttore delle celle della batteria deve modificare il processo, i parametri di produzione e persino le apparecchiature (ad esempio, un foglio di alluminio più sottile significa un maggiore coefficiente di allungamento del rotolo e una maggiore probabilità di frammentazione durante il rivestimento e la pressatura del rotolo; il diaframma più sottile ha un rischio maggiore di cortocircuito velocità del circuito; plastica di alluminio più sottile La membrana è più soggetta alla rottura dei pin; le linguette più sottili ridurranno la capacità di velocità della batteria, ecc.).
La sostituzione di questi materiali più sottili richiede molte certificazioni dalla fabbrica di batterie. Se il numero di produzioni di prova è troppo piccolo, è impossibile ottenere dati statistici con precisione. Se il problema è troppo grande, causerà sprechi. Rispetto al miglioramento delle prestazioni delle sostanze attive, la riduzione del contenuto delle sostanze inattive sembra avere più idee e gli aspetti coinvolti sono ugualmente ampi.
3. Utilizzare apparecchiature di produzione più avanzate: le apparecchiature avanzate servono principalmente a migliorare la consistenza della produzione, ridurre la fluttuazione della produzione e quindi aumentare il valore minimo senza modificare il valore medio e determinare la qualità di un lotto di celle, precisamente è il valore minimo qui elevato. Prendi i seguenti due esempi:
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. Migliorare le condizioni di produzione ed eseguire un monitoraggio della produzione più rigoroso. C'è molta conoscenza nel controllo della produzione, per elencarne uno o due:
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.
Come per il principio della scheda corta, la capacità di un lotto di celle viene calcolata dal valore più basso delle celle spedite e lo spessore di un lotto di celle viene calcolato dallo spessore massimo delle celle spedite. Nel settore{0}}ad alta intensità di manodopera del nostro paese, le operazioni umane hanno un impatto particolarmente importante sulla qualità dei prodotti. In produzione, se l'operatore e il personale addetto alla qualità possono ridurre al minimo l'errore dell'operazione umana e ridurre le fluttuazioni durante la produzione, equivale ad aumentare la lunghezza della tavola più corta nella canna, aumentando così la capacità della batteria e riducendo il numero di batterie. spessore di.
5. Ottimizza gli elementi vari che influiscono sulla capacità della cella.
Quando la cella completamente carica viene smontata, il corpo principale dell'elettrodo negativo dovrebbe essere uniforme e perfetto di colore giallo dorato. Tuttavia, quando ci sono problemi con il funzionamento umano, i materiali, le attrezzature e persino il design, vari difetti minori come: deposito di litio nel primo cerchio dell'elettrodo negativo del nucleo di avvolgimento, deposito di litio nel diaframma raggrinzito, densità irregolare del film alla coda degli elettrodi positivo e negativo durante il rivestimento. Attendi la comparsa del problema. Dal punto di vista della capacità, è probabile che le precipitazioni di litio causino una bassa capacità; se si possono evitare situazioni simili equivale ad aumentare la capacità delle celle; se tali situazioni non possono essere evitate, è necessario prevederne il verificarsi in modo più accurato progettuale La probabilità e l'entità del possibile impatto, in modo da evitare che alcune celle vengano demolite a causa di problemi che si sarebbero potuti prevedere.
