Sut i Wella ICE Batri Lithiwm-ion

Mae gwella effeithlonrwydd coulombig cychwynnol batris lithiwm-ion yn bwnc cymhleth a phwysig, sy'n uniongyrchol gysylltiedig â defnydd ynni a pherfformiad cyffredinol y batri. Mae'r canlynol yn ddadansoddiad manwl o'r ffactorau sy'n effeithio ar effeithlonrwydd coulombig cyntaf batris lithiwm-ion o safbwyntiau lluosog, ac yn cynnig atebion cyfatebol.

1.Ffactorau sy'n effeithio ar effeithlonrwydd coulombig cyntaf batris lithiwm-ion

(1) Nodweddion deunydd anod

①Arwynebedd penodol: Po fwyaf yw arwynebedd arwyneb penodol yr electrod anod graffit, y mwyaf o ïonau lithiwm sydd eu hangen i ffurfio'r ffilm rhyngwyneb electrolyt solet (ffilm SEI), a thrwy hynny leihau'r effeithlonrwydd coulombig cyntaf.

② Math o ddeunydd: Er bod gan ddeunyddiau electrod anod silicon-seiliedig gapasiti storio lithiwm uchel, gall eu newidiadau cyfaint mawr arwain yn hawdd at ansefydlogrwydd ffilm SEI, gan leihau'r effeithlonrwydd coulombig cyntaf ymhellach.

(2) Cyfansoddiad electrolyt

① Math o doddydd: Mae'r math o doddydd yn yr electrolyte yn cael effaith sylweddol ar ffurfiad a sefydlogrwydd y ffilm SEI. Er enghraifft, mae electrolyte â chynnwys uchel o garbonad ethylene (EC) yn ffafriol i ffurfio ffilm SEI sefydlog, ond gall cynnwys rhy uchel neu rhy isel arwain at ostyngiad yn yr effeithlonrwydd coulombig cyntaf.

② Ychwanegion: Gall ychwanegion sy'n ffurfio ffilm yn yr electrolyte, fel carbonad finyl (VC), hyrwyddo ffurfio'r ffilm SEI a gwella ei sefydlogrwydd, a thrwy hynny wella'r effeithlonrwydd coulombig cyntaf.

(3) Ffurfio

①Foltedd a cherrynt codi tâl: Mae'r gosodiadau foltedd a cherrynt yn ystod codi tâl ffurfio yn effeithio'n uniongyrchol ar ansawdd ffurfio a thrwch y ffilm SEI. Gall foltedd a cherrynt gormodol achosi i'r ffilm SEI fod yn rhy drwchus ac anwastad, a thrwy hynny gynyddu'r defnydd o ïonau lithiwm a lleihau'r effeithlonrwydd coulombig cyntaf.

② Capasiti ffurfio: Mae'r capasiti tâl ffurfio yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar effaith ffurfio ffilm SEI. Gall y gallu ffurfio priodol sicrhau ansawdd ffurfio'r ffilm SEI tra'n osgoi defnydd gormodol o ïon lithiwm.

(4) Proses Gweithgynhyrchu Batri

①Gorchuddio a chalendr: Mae trwch cotio a dwysedd cywasgu'r catod a'r anod yn cael dylanwad pwysig ar gludo ïonau lithiwm a ffurfio'r ffilm SEI. Gall cotio anwastad a dwysedd cywasgu gormodol arwain at ostyngiad yn yr effeithlonrwydd coulombig cyntaf.

② Dirwyn a chydosod: Gall ffactorau megis rheoli tensiwn ac aliniad yn ystod dirwyn, glendid yn ystod y cynulliad effeithio ar strwythur mewnol a pherfformiad y batri, a thrwy hynny effeithio ar yr effeithlonrwydd coulombig cyntaf.

2. Ffyrdd o wella effeithlonrwydd coulombig cyntaf batris lithiwm-ion

(1) Optimeiddio deunyddiau anod

① Lleihau arwynebedd penodol: Trwy optimeiddio morffoleg gronynnau a dosbarthiad maint gronynnau'r deunydd electrod anod, gellir lleihau ei arwynebedd arwyneb penodol, a thrwy hynny leihau faint o ïonau lithiwm sydd eu hangen ar gyfer ffurfio ffilm SEI.

②Ychwanegu sefydlogwyr: Cyflwyno sefydlogwyr fel cotio carbon i'r deunydd electrod anod i wella ei sefydlogrwydd strwythurol a sefydlogrwydd y ffilm SEI.

(2) Addasu'r ffurfiad electrolyte

①Optimize cymhareb toddydd: Addaswch gymhareb pob toddydd yn yr electrolyte yn ôl nodweddion y deunydd electrod anod i ffurfio ffilm SEI sefydlog a thrwchus.

② Ychwanegu ychwanegion sy'n ffurfio ffilm: Ychwanegu swm priodol o ychwanegion sy'n ffurfio ffilm fel VC i'r electrolyte i hyrwyddo ffurfio ffilm SEI a gwella ei sefydlogrwydd.

(3) Optimeiddio'r ffurfiad

① Rheolaeth fanwl gywir o foltedd a cherrynt: Rheoli'n fanwl gywir y gosodiadau foltedd a cherrynt wrth ffurfio codi tâl yn unol â nodweddion y deunydd electrod anod a gofynion dylunio batri.

②Optimize gallu ffurfio: Penderfynwch ar yr ystod gallu codi tâl ffurfio gorau posibl trwy arbrofion i sicrhau ansawdd ffurfio ffilm SEI ac osgoi defnydd gormodol o ïon lithiwm.

(4) Gwella prosesau gweithgynhyrchu batri

①Gwella cywirdeb cotio a chywasgu: Defnyddiwch offer a thechnoleg cotio a chalendr uwch i wella unffurfiaeth trwch cotio a dwysedd cywasgu electrodau positif ac anod.

② Cryfhau glendid a rheoli ansawdd: Cryfhau rheolaeth glendid ac arolygu ansawdd yn ystod y broses gweithgynhyrchu batri i sicrhau cywirdeb strwythur mewnol y batri a sefydlogrwydd perfformiad.

(5) Defnyddio technoleg cyn-lithiation

Cyn-lithiation electrod anod: Mae haen lithiwm yn cael ei adneuo ymlaen llaw ar yr wyneb electrod anod trwy dechnoleg cyn-lithiation i wneud iawn am yr ïonau lithiwm a ddefnyddir pan ffurfir y ffilm SEI, a thrwy hynny wella'r effeithlonrwydd coulombig cyntaf. Mae dulliau cyn-lithiation cyffredin yn cynnwys ffurfio'r electrod anod yn gynnar a chwistrellu powdr lithiwm ar yr electrod anod.

3. Casgliad

Mae angen dulliau lluosog i wella effeithlonrwydd coulombig cyntaf batris lithiwm-ion. Ystyried yn gynhwysfawr ffactorau megis priodweddau deunydd anod, cyfansoddiad electrolyte, ffurfio a system codi tâl, a'r broses gweithgynhyrchu batri. Trwy optimeiddio'r ffactorau hyn a mabwysiadu technoleg cyn-lithiation uwch, gellir gwella effeithlonrwydd coulombig cyntaf batris lithiwm-ion yn effeithiol a gellir gwella eu perfformiad cyffredinol. Dylid nodi y gall y strategaethau ar gyfer gwella'r effeithlonrwydd coulombig cyntaf fod yn wahanol o dan wahanol amodau deunydd a phroses, felly mae angen cynnal arbrofion ac optimeiddio yn ôl amgylchiadau penodol.