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Solarenergie-Speicherbatterie, wird die Leistung der Batterie ständig gemindert, was sich hauptsächlich in einer Kapazitätsabschwächung, einem Anstieg des Innenwiderstands und einem Leistungsabfall äußert. Daher werden die Faktoren, die den Innenwiderstand der Batterie beeinflussen, in Kombination mit dem Design der Batteriestruktur, der Leistung der Rohstoffe, der Prozesstechnologie und den Einsatzbedingungen erläutert.
Der Widerstand ist der Widerstand, den Strom durch das Innere der Batterie fließt, wenn die Lithiumbatterie in Betrieb ist. Im Allgemeinen wird der Innenwiderstand von Lithiumbatterien in ohmschen Innenwiderstand und Polarisationsinnenwiderstand unterteilt. Der ohmsche Innenwiderstand besteht aus Elektrodenmaterial, Elektrolyt, Membranwiderstand und Kontaktwiderstand verschiedener Teile. Der Innenwiderstand der Polarisation bezieht sich auf den Widerstand, der durch die Polarisation während der elektrochemischen Reaktion verursacht wird, einschließlich des Innenwiderstands der elektrochemischen Polarisation und des Innenwiderstands der Konzentrationspolarisation. Der ohmsche Innenwiderstand der Batterie wird durch die Gesamtleitfähigkeit der Batterie bestimmt, und der Polarisationsinnenwiderstand der Batterie wird durch den Festphasendiffusionskoeffizienten von Lithiumionen im aktiven Elektrodenmaterial bestimmt.
Der Innenwiderstand ist hauptsächlich in drei Teile unterteilt: Der eine ist die Ionenimpedanz, der andere die elektronische Impedanz und der dritte ist die Kontaktimpedanz. Wir hoffen, dass der Innenwiderstand umso kleiner ist, je kleiner der Innenwiderstand der Lithiumbatterie ist. Daher müssen wir spezifische Maßnahmen ergreifen, um den ohmschen Innenwiderstand für diese drei Elemente zu verringern.
01 IonenimpedanzDie Ionenimpedanz einer Lithiumbatterie bezieht sich auf den Widerstand von Lithiumionen gegen die Übertragung innerhalb der Batterie. Die Migrationsgeschwindigkeit von Lithiumionen und die Geschwindigkeit der Elektronenleitung spielen in Lithiumbatterien eine gleichermaßen wichtige Rolle, und die Ionenimpedanz wird hauptsächlich durch positive und negative Elektrodenmaterialien, Separatoren und Elektrolyte beeinflusst. Um die Ionenimpedanz zu reduzieren, müssen Sie Folgendes tun:
Stellen Sie sicher, dass die positiven und negativen Materialien sowie der Elektrolyt gut benetzbar sind
Bei der Gestaltung des Polstücks ist es notwendig, eine geeignete Verdichtungsdichte zu wählen. Wenn die Verdichtungsdichte zu groß ist, kann der Elektrolyt nicht leicht eindringen, was die Ionenimpedanz erhöht. Wenn beim negativen Polstück der SEI-Film, der sich beim ersten Laden und Entladen auf der Oberfläche des aktiven Materials bildet, zu dick ist, erhöht sich auch die Ionenimpedanz, und der Bildungsprozess der Batterie muss angepasst werden, um dieses Problem zu lösen Problem.
Die Wirkung von Elektrolyt
Der Elektrolyt sollte eine geeignete Konzentration, Viskosität und Leitfähigkeit haben. Wenn die Viskosität des Elektrolyten zu hoch ist, ist die Infiltration zwischen dem Elektrolyten und den positiven und negativen aktiven Materialien nicht förderlich. Gleichzeitig benötigt der Elektrolyt auch eine geringere Konzentration, und wenn die Konzentration zu hoch ist, fördert er auch nicht seinen Fluss und seine Infiltration. Die Leitfähigkeit des Elektrolyten ist der wichtigste Einflussfaktor auf die Ionenimpedanz, die die Ionenwanderung bestimmt.
Die Wirkung des Diaphragmas auf die Ionenimpedanz
Die Hauptfaktoren, die die Ionenimpedanz des Diaphragmas beeinflussen, sind: Elektrolytverteilung im Diaphragma, Diaphragmafläche, Dicke, Porengröße, Porosität und Tortuositätskoeffizient. Bei Keramikmembranen muss außerdem verhindert werden, dass Keramikpartikel die Poren der Membran verstopfen, was den Ionendurchgang nicht begünstigt. Während sichergestellt wird, dass der Elektrolyt das Diaphragma vollständig infiltriert, darf kein restlicher Elektrolyt darin zurückbleiben, was die Nutzungseffizienz des Elektrolyten verringert.
02 Elektronische ImpedanzEs gibt viele Einflussfaktoren der elektronischen Impedanz, die aus material- und prozesstechnischer Sicht verbessert werden können.
Positive und negative Platten
Die Hauptfaktoren, die die elektronische Impedanz der positiven und negativen Platten beeinflussen, sind: der Kontakt zwischen dem aktiven Material und dem Stromkollektor, die Faktoren des aktiven Materials selbst und die Plattenparameter. Das aktive Material sollte vollständig in Kontakt mit der Stromkollektoroberfläche sein, was anhand der Kupferfolie des Stromkollektors, des Aluminiumfoliensubstrats und der Haftfähigkeit der positiven und negativen Elektrodenpaste berücksichtigt werden kann. Die Porosität des aktiven Materials selbst, die Nebenprodukte auf der Oberfläche der Partikel und die ungleichmäßige Vermischung mit dem leitfähigen Mittel führen alle zu Änderungen der elektronischen Impedanz. Plattenparameter wie die Dichte des aktiven Materials sind zu klein, die Partikellücke ist groß, was der Elektronenleitung nicht förderlich ist.
Membran
Die Hauptfaktoren, die die elektronische Impedanz der Membran beeinflussen, sind: die Dicke der Membran, die Porosität und die Nebenprodukte während des Lade- und Entladevorgangs. Die ersten beiden sind leicht zu verstehen. Nach der Demontage der Batteriezelle wird häufig festgestellt, dass eine dicke Schicht braunen Materials an der Membran haftet, einschließlich der negativen Graphitelektrode und ihrer Reaktionsnebenprodukte, was dazu führt, dass die Poren der Membran verstopfen und die Lebensdauer der Batterie verkürzt wird .
Stromkollektorsubstrat
Das Material, die Dicke, die Breite und der Grad des Kontakts des Stromkollektors mit den Laschen beeinflussen alle die elektrische Impedanz. Der Stromkollektor muss ein nicht oxidiertes und passiviertes Substrat wählen, da er sonst die Impedanz beeinflusst. Eine schlechte Verschweißung zwischen Kupfer- und Aluminiumfolie und -laschen wirkt sich auch auf die elektronische Impedanz aus.
03 Kontakt Widerstand
Der Kontaktwiderstand wird zwischen dem Kontakt zwischen der Kupfer- und Aluminiumfolie und dem aktiven Material gebildet, und es ist notwendig, sich auf die Haftung der positiven und negativen Elektrodenpaste zu konzentrieren.
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