Análisis de las causas de la falta de capacidad de las pilas

¿Cuál es la causa de la falta de capacidad de las pilas?

Al oír hablar de la falta de capacidad de la célula de la batería, la primera reacción debe ser confirmar si el problema de la falta de capacidad es cierto. Simplemente, en primer lugar para confirmar si el proceso de condensador se establece mal, como la corriente de descarga es grande, el tiempo de carga con cargador de batería es corto. Si el ajuste de paso del condensador no es un problema, es necesario dividir la célula después de reemplazar el punto de prueba. Por supuesto, para la producción en masa e incluso muestras, la probabilidad de subcapacidad causada por el error de gabinete de separación de la capacidad es muy baja, y por lo general la célula realmente tiene un problema.

Si la baja capacidad sigue siendo baja después de la repetición de la prueba, se puede confirmar que el problema de falta de capacidad existe realmente. Una vez confirmada la existencia de la falta de capacidad de la célula de la batería, es necesario seguir confirmando la frecuencia y la gravedad de la falta de capacidad, y comprender la situación real de la falta de capacidad en su conjunto. Las muestras son a menudo un lote, pero el modelo de producción es "el modelo ha sido la insuficiencia de capacidad" y "el modelo de vez en cuando la insuficiencia de capacidad" estas dos situaciones. Para el primero, el análisis debe tomar el diseño, la perspectiva de selección de materiales y la producción en masa como el punto de entrada y la dirección prioritaria.

Para este último, el funcionamiento de la línea de producción y el cambio de proceso como el objeto prioritario. Una vez confirmada la frecuencia, también hay que confirmar la gravedad, relativamente poco importante, que es la proporción de capacidad insuficiente de la célula de la batería y la proporción de capacidad por debajo del valor requerido. La confirmación de la gravedad es más probable que proporcione la base para la posible flexibilización de las especificaciones de capacidad y la determinación de la escasez de existencias, y el análisis del problema en sí no es tan importante como la frecuencia de confirmación, pero sigue siendo esencial.

Después de comprender la situación real de la falta de capacidad en su conjunto, es necesario iniciar el análisis. Para los expertos con un alto nivel que se han encontrado con el mismo problema, la eliminación de la batería 3pcs debe ser capaz de determinar aproximadamente la causa real de la falta de capacidad de la célula de la batería. Pero para la persona promedio, se requiere un enfoque más sistemático. Antes de analizar el sistema, puede desmontar la célula de batería de baja capacidad que se volvió a medir y se cargó completamente antes y mirar la interfaz.

Si no hay ningún problema, es probable que se deba a que el revestimiento del cátodo es demasiado ligero o a que el margen de diseño es insuficiente. Si hay algún problema, puede deberse a un problema en el proceso o en el diseño. En primer lugar, se necesitan al menos 8pcs de células con subcapacidad + 8pcs de células con capacidad cualificada. A continuación, las células con capacidad insuficiente se dividen aleatoriamente en dos grupos, el grupo A con capacidad insuficiente y el grupo B con capacidad insuficiente, y las células cualificadas se dividen aleatoriamente en dos grupos, el grupo A con capacidad cualificada y el grupo B con capacidad cualificada.

A continuación, se descargan las dos células del grupo A hasta una tensión estática de aproximadamente 3,0V. A continuación, se desmontan las células de capacidad insuficiente y las células cualificadas, se hornea al vacío la lámina de electrodo catódico a una temperatura superior a 85 °C durante 24 horas y, a continuación, se pesan la lámina de electrodo catódico de capacidad insuficiente y el electrodo catódico cualificado. Si el peso del electrodo de capacidad insuficiente es significativamente inferior al del electrodo de cátodo cualificado o inferior al intervalo del proceso, se puede juzgar básicamente que la capacidad insuficiente de la célula de la batería está causada por el revestimiento ligero del electrodo de cátodo.

En primer lugar, aunque la primera fuente de litio irreversible del electrodo catódico hará que el electrodo catódico pierda un poco de peso, el peso de la fuente de litio irreversible total sólo representa alrededor de 5% de la fuente de litio del electrodo catódico y menos de 0,5% del peso de la lámina del electrodo catódico. La fuente de litio irreversible causada por la fuente de luz del electrodo catódico no será inferior a 1% del peso total de la pieza polar.

El electrolito no puede secarse completamente durante el proceso de horneado, pero el peso de la parte residual real es limitado en relación con el peso de la placa polar. En general, el peso de la placa polar de pesaje después de hornear el electrodo de cátodo no es más de 2% de error en comparación con el peso real de la placa de electrodo frontal de la bobina. Por otra parte, hay una capacidad de calificado peso del electrodo de cátodo y el peso de la placa de electrodo subcapacidad relación relativa.

En segundo lugar, el mismo método no es adecuado para el electrodo de ánodo, porque el electrodo de ánodo aumentará mucho de peso, pero podemos dar la relación de aumento de peso del electrodo de ánodo después del experimento y luego invertir el peso de la pieza de electrodo de ánodo, y juzgar si la capacidad insuficiente de la célula de la batería es causada por el exceso de electrodo de ánodo.

Si se confirma que la razón por la que el electrodo catódico es demasiado ligero es la subcapacidad, será una suerte, pero de hecho, la probabilidad de esta suerte es a menudo sólo en el caso. En este caso, depende del análisis del grupo B de baja capacidad y del grupo B cualificado. Las células del grupo B deben cargarse completamente y, a continuación, desmontarse para comparar las diferencias en la interfaz del ánodo. Baja capacidad de descarga baja equivalente a baja capacidad de carga equivalente a la interfaz de carga completa del electrodo del ánodo será anormal.

De hecho, en la mayoría de los casos, mientras haya subcapacidad, no importa si la célula tiene subcapacidad o está cualificada, la interfaz tendrá anomalías similares, pero el grado es diferente. Al registrar el estado de la interfaz de la célula, también es necesario registrar al mismo tiempo la capacidad real de la célula correspondiente. Al final, en general se llega a la conclusión de que la anormalidad de la interfaz de la célula con subcapacidad y alto grado es más grave.

Razones de la falta de capacidad de la pila: diseño de la pila

Las razones de la falta de capacidad pueden dividirse en dos direcciones: el diseño y el proceso de una pila. La adecuación de los materiales, especialmente la del electrodo anódico y el electrolito, tiene un impacto especialmente significativo en la capacidad de la célula. En el caso de un nuevo electrodo anódico o un nuevo electrolito, si al repetir la prueba se comprueba que cada vez la célula precipita litio y tiene una capacidad inferior a la normal, hay muchas posibilidades de que los propios materiales no coincidan.

La razón del desajuste puede ser que la película SEI formada durante la formación no sea lo suficientemente densa, demasiado gruesa o inestable, o bien que el PC del electrolito despegue la capa de grafito. Tampoco se descarta que la densidad superficial de su propio diseño sea demasiado grande y provoque que la célula de la batería sea incapaz de adaptarse a altas tasas de carga y descarga.

El separador también es un factor que puede causar una capacidad insuficiente. Si se utiliza un separador de PP de una sola capa de bajo coste, el separador de la pila enrollada a mano se arrugará en la dirección longitudinal de la posición media de cada capa, y el electrodo negativo no se insertará completamente en el lugar arrugado y afectará a la capacidad de la pila.

Un margen de diseño de capacidad insuficiente también provocará una capacidad insuficiente. Debido al revestimiento del cátodo y del ánodo, al error del subcontenedor y a la influencia del pegamento en la capacidad, hay que dejar un cierto margen de capacidad en el diseño. Al diseñar el margen de capacidad, se puede calcular la capacidad de las células en todos los procesos que son exactamente la línea central y luego dejar el margen, o se puede calcular el margen después de que todos los factores que afectan a la capacidad se han producido por debajo del límite. En el caso de materiales nuevos, es importante evaluar con precisión el rendimiento gramo del cátodo en este sistema.

La relación de capacidad, la corriente de corte de carga, la velocidad de carga y descarga y el tipo de electrolito afectarán al rendimiento del electrodo catódico. Si el valor de diseño del electrodo catódico se aumenta artificialmente para alcanzar la capacidad objetivo, equivale a una capacidad de diseño insuficiente. No hay ningún problema con la interfaz de la batería, ni con los datos de todo el proceso, pero la batería tiene una capacidad insuficiente. Por lo tanto, los nuevos materiales deben prestar atención a la evaluación del rendimiento preciso del electrodo catódico.

No el mismo electrodo catódico tiene el mismo rendimiento cuando se combina con cualquier electrodo anódico y electrolito. El exceso de electrodo de ánodo también afectará al rendimiento del electrodo de cátodo en cierta medida, lo que a su vez afecta a la capacidad de la célula. Si se sigue aumentando el electrodo de ánodo en exceso en el límite inferior del electrodo de ánodo en exceso sin precipitación de litio, el rendimiento del electrodo de cátodo aumentará en aproximadamente 1% a 2%.

Por supuesto, aunque se aumente, cuanto mayor sea el rendimiento de la capacidad de diseño, mejor, el exceso de electrodo de ánodo sigue siendo siempre y cuando se garantice que el litio no puede precipitarse. Cuando el exceso del electrodo de ánodo es demasiado alto, el rendimiento gramo del electrodo de cátodo disminuirá de nuevo, porque se requiere más litio irreversible para la formación. Por supuesto, la probabilidad de que esto ocurra es casi inexistente.

Cuando el volumen de inyección de líquido es bajo, el volumen de retención de líquido correspondiente también disminuirá. Cuando el volumen de retención de líquido de la célula de la batería es demasiado pequeño, el efecto de la intercalación y desintercalación de iones de litio en los electrodos del cátodo y del ánodo se verá afectado, lo que provocará una baja capacidad. Aunque el coste y el proceso tendrán menos presión después de reducir la cantidad de inyección de líquido, la premisa de reducir la cantidad de inyección de líquido debe ser que no afecte al rendimiento de la célula.

Por supuesto, la reducción del volumen de inyección de líquido sólo aumentará la probabilidad de falta de capacidad de la célula de la batería causada por la retención insuficiente de líquido en la célula de la batería, no es un resultado inevitable. Al mismo tiempo, cuanto más difícil sea el modelo para absorber el líquido, el exceso de electrolito debe ser más, a fin de garantizar un mejor contacto con la pieza de polo durante la infiltración de electrolito.

Cuando la capacidad de retención de líquido de la célula de la batería es insuficiente, las láminas de los electrodos catódico y anódico estarán relativamente secas, y se producirá una fina capa de deposición de litio en el electrodo anódico. Este punto puede utilizarse como factor de la baja capacidad causada por la escasa capacidad de retención de líquidos.

Análisis de la escasa capacidad de producción de pilas: proceso de fabricación de pilas

Si la experiencia de diseño o los lotes anteriores han determinado que el diseño no causará la subcapacidad, entonces la excepción del proceso es muy cuestionable. El revestimiento ligero del electrodo catódico o anódico puede provocar directamente la falta de capacidad de la pila. Cuando el revestimiento del electrodo catódico es ligero, la interfaz de la célula completamente cargada no será anormal. En este momento, es necesario medir el peso de la lámina del electrodo catódico mediante horneado para determinar el problema.

El electrodo anódico actúa como un aceptor de iones de litio, y el número de sitios de intercalación de litio que puede proporcionar debe ser mayor que el número de fuentes de litio proporcionadas por el electrodo catódico, de lo contrario el exceso de litio se precipitará en la superficie del electrodo anódico, formando así una fina capa de precipitación de litio relativamente uniforme.

Como se mencionó anteriormente, debido a que el peso de la hoja de electrodo de ánodo no puede eliminar directamente el peso de cocción de la hoja de polo, por lo que uno es otro experimento se puede hacer para encontrar la relación de aumento de peso de ánodo para eliminar el peso de cocción de la placa de ánodo a través del núcleo del peso de revestimiento, el otro es que se puede comparar la subcapacidad y la batería calificada o batería ternaria de litio y no analizar el peso del ánodo de la célula de la batería de litio.

Si el peso relativo del electrodo de ánodo de células cualificadas es pesado y, al mismo tiempo, una fina capa de electrodo de ánodo de precipitación de litio del electrodo de ánodo, la posibilidad de insuficiencia de electrodo de ánodo es muy grande. Además, el recubrimiento de los lados del yin y el yang del electrodo de cátodo o el electrodo de ánodo también causará capacidad insuficiente, y entre ellos, el electrodo de ánodo se recubre principalmente con la luz en un lado, porque incluso si el electrodo de cátodo está recubierto en gran medida, aunque el rendimiento gramo disminuirá, la capacidad total no disminuirá.

Por el contrario, puede incluso aumentar. Si el proceso de electrodo ánodo es el recubrimiento de dislocación, comparar directamente la relación de peso relativo de los lados simples y dobles después de la cocción, siempre y cuando los datos similares a la cara A es 6% más ligero que el recubrimiento de la cara B, el problema puede ser básicamente concluyó. Por supuesto, si el problema de la falta de capacidad es muy grave, y es necesario invertir aún más la densidad areal real de la superficie A / B.

La rodadura daña la estructura del material, lo que a su vez afecta a la capacidad. La razón fundamental por la que un material tiene propiedades como capacidad, voltaje, etc., es su estructura molecular o atómica. Cuando la densidad de laminación del electrodo catódico supera el valor técnico, la lámina del electrodo catódico será muy brillante después de desmontar la célula.

Si el electrodo catódico se compacta demasiado, la pieza del electrodo catódico se romperá fácilmente después del enrollado, lo que también provocará una capacidad insuficiente. Sin embargo, como el aplastamiento del electrodo catódico hará que la pieza del polo se rompa en cuanto se pliegue, y el propio enrollado del electrodo catódico requiere mucha presión, la frecuencia del aplastamiento del electrodo catódico será mucho menor que la del aplastamiento del electrodo anódico.

Cuando el electrodo del ánodo se aplasta hasta la muerte, se formarán tiras o bloques de precipitación de litio en la superficie del electrodo del ánodo, y la retención de líquido de la célula de la batería se reducirá significativamente. Cuando se aumenta aún más la compactación, el área de precipitación de litio aumenta, y la cantidad de precipitación de litio también aumenta, y los dos colores de platino en la superficie de la célula son distintos y secos.

Un contenido excesivo de agua también puede causar una capacidad insuficiente de la célula de la batería. Cuando el contenido de agua de la lámina de electrodos de agua supera la norma antes de inyectar la batería, el punto de rocío de la guantera no es cualificado, el contenido de agua del electrolito supera la norma y el segundo sello de desgasificación introduce humedad, la batería puede tener una capacidad insuficiente.

Cuando se forma la célula se necesita una cantidad mínima de humedad, pero cuando ésta supera un determinado valor, el exceso de humedad destruirá la película SEI y consumirá la sal de litio del electrolito, reduciendo así la capacidad de la célula. Las pilas con un contenido excesivo de agua presentan un color marrón oscuro en pequeñas porciones cuando están totalmente cargadas y con carga negativa.

Conclusión

Análisis de subcapacidad de la célula de la batería, si es seguro puede desmantelar algunas células de mala apariencia puede problema básico de confirmación, si la subcapacidad causó pérdida de volumen necesita informe detallado, o la razón de subcapacidad nunca se ha visto antes, es necesario firme de la recopilación de datos de proceso, comparar la subcapacidad y células calificadas, esquema de mejora para el análisis detallado.