Lityum demir fosfat pilin oluşum süreci ve performansı

Oluşum, lityum pillerin üretim sürecinde önemli bir süreçtir.Oluşum sırasında, negatif elektrotun yüzeyinde bir pasivasyon tabakası, yani bir katı elektrolit arayüz filmi (SEI filmi) oluşur.SEI filminin kalitesi döngü ömrünü, stabiliteyi doğrudan etkiler ve kendi kendine deşarj ve güvenlik gibi Elektrokimyasal özellikler, ikincil piller için "bakım gerektirmeyen" sızdırmazlık gereksinimlerini karşılar.Bununla birlikte, farklı kimyasal oluşum süreçleriyle oluşturulan SEI filmleri farklıdır ve pil performansı üzerindeki etkisi de çok farklıdır.
Geleneksel düşük akım ön şarj yöntemi, kararlı bir SEI filminin oluşumuna elverişlidir, ancak uzun süreli düşük akım şarjı, oluşan SEI filminin direncinde bir artışa yol açacaktır, bu da hız deşarj performansını etkileyecektir. lityum-iyon piller ve uzun işlem süresi üretim verimliliğini etkileyecektir.Farklı lityum pil sistemlerinin farklı oluşum süreçleri vardır.Bu makale, nesne olarak lityum demir fosfat (LFP) pil sistemini analiz ediyor.

LPF pilinin oluşum süreci genellikle şu şekilde seçilir:

• Şarj akımı 0,05C~0,2C, kesme voltajı 3,6~3,7V, şarj kesme akımı 0,025C~0,05C, bir süre (10-20 dakika) bekledikten sonra, 0,1~0,2C ila 2,5V arasında deşarj , bir süre (20 -60 dakika) bekletin.Farklı şarj ve deşarj mekanizmaları altında, farklı şarj akımları SEI'nin oluşumunu ve kalitesini, dinlenme süresi ve şarj kesme akımı ise pilin oluşum işlem süresini etkiler.

LFP pilinin pil oluşum süreci, uygun bir kesme gerilimi seçmelidir.Malzeme kristal yapısı açısından, şarj voltajı 3,7V'tan büyük olduğunda, lityum demir fosfatın kafes yapısı zarar görebilir ve bu nedenle pilin döngü performansını etkileyebilir.

İç direnç deneyinin bir kısmı ve kutup parçası SEM gözlem sonuçları da aşağıdaki sonuçların doğruluğunu kanıtlıyor:

• 1. Oluşum voltajının ve oluşum süresinin uygun şekilde düşürülmesi, negatif elektrot yüzeyinde lityum çökelmesi oluşumunu etkili bir şekilde azaltabilir, böylece daha pürüzsüz bir yüzeye sahip bir negatif elektrot tabakası elde edilebilir.Bunun nedeni, oluşum voltajı yüksek olduğunda, pil içindeki gaz üretim hızının o kadar hızlı olmasıdır ki, pil içindeki gaz zamanında boşaltılamaz ve ayırıcı yüzeyinde birikerek ayırıcı ile ayırıcı arasındaki temas dengesini etkiler. negatif elektrot.Lityum iyonlarının deinterkalasyon işlemi sırasında, ikisi arasındaki temas dengesizliği bazı bölgelerde lityum iyonlarının aşırı interkalasyonuna neden olarak negatif elektrot yüzeyinin pürüzlü olmasına neden olur ve son olarak pilin performansını etkiler.
• 2. Pilin oluşumundan sonra iç direnç testinden sonra, pilin iç direncinin, oluşum voltajının ve oluşum süresinin uygun şekilde düşürülmesiyle azaltılabileceği bulunmuştur.Yüksek oluşum voltajının neden olduğu yüksek iç direnç, negatif elektrotun pürüzlü yüzeyi ve beyaz noktaların oluşumu ile de ilgilidir.Beyaz noktalar lityum bileşikleri olduğundan ve zayıf iletkenliğe sahip olduklarından, pilin iç direnci nispeten büyüktür.
• 3. Oluşum sürecinin tasarımında oluşum voltajının uygun şekilde düşürülmesi, pilin ilk şarj ve deşarj kapasitesini artırabilir ve pilin döngü performansını iyileştirebilir.Aşırı oluşum voltajı, lityum ve bileşiklerinin negatif elektrot yüzeyinde kolayca birikmesine neden olacak, bu da pilin geri döndürülemez kapasitesini artıracak ve kaçınılmaz olarak pilin kapasitesini etkileyecektir.Lityum ve bileşiklerinin varlığı nedeniyle, şarj-deşarj döngüsü sırasında pilin kapasitesi giderek daha fazla azalacaktır.Hızlı, pil çevrim ömrünü etkiler.

XWELL, LFP pil oluşumu için ekipman sağlayabilir:

• Silindirik hücre oluşturma ve sınıflandırma makinesi
• Prizmatik hücre oluşturma ve sınıflandırma makinesi