Analizzatore di rigonfiamento delle celle in situ per batterie agli ioni di litio da laboratorio per la ricerca e lo sviluppo di batterie

Comportamento al rigonfiamento della batteria agli ioni di litio (LIB)

Durante il processo di carica e scarica delle batterie agli ioni di litio, poiché gli ioni di litio vengono inseriti ed estratti nell'elettrodo negativo, le celle si espandono e si contraggono;

Idealmente, l'inserimento e l'estrazione degli ioni di litio sono reversibili, ma nel processo del ciclo effettivo, ci sarà sempre una parte di litio che non può essere estratta dall'elettrodo negativo o si deposita sulla superficie dell'anodo come sottoprodotto insolubile durante il ciclo, con conseguente oscillazione irreversibile ll ing della cella della batteria

Oppure altre conseguenze più gravi, come la deformazione della cella della batteria, la frammentazione delle particelle di materiale, la rottura del film SEI e il consumo di elettrolita. Il comportamento di rigonfiamento della batteria è diventato un indicatore importante per valutare l'affidabilità della batteria. Durante il processo di produzione, la dimensione delle particelle, il legante e la struttura dell'espansione polare del materiale dell'elettrodo negativo devono essere ottimizzati in anticipo.

Il rapporto di rigonfiamento teorico dei materiali anodici ad alta densità di energia di prossima generazione, come il silicio e il litio metallico, è molto maggiore di quello dei materiali anodici di grafite. Pertanto, una valutazione accurata ed efficace del comportamento di rigonfiamento della cella della batteria può guidare efficacemente la progettazione dell'installazione del modulo della cella della batteria per garantire la sicurezza con la premessa di migliorare l'utilizzo dello spazio del modulo;

D'altra parte, SWE può determinare con precisione la finestra SOC al litio della cella della batteria sotto diversi ingrandimenti, tecnologia di ricarica rapida per la cella della batteria, aiutando i progettisti di celle a sviluppare una tecnologia di ricarica rapida e ottimizzare le strategie di ricarica.

Comportamento al rigonfiamento della batteria agli ioni di litio (LIB)

Smonta dif f erente: condizionare le celle e misurare lo spessore della cella e degli elettrodi per micrometro;

Finestra di placcatura Li Giudizio: attraverso lo smontaggio della cella completamente carica per giudicare la precipitazione del litio sull'elettrodo sur fa ce mediante ispezione visiva;

Prova distruttiva ： È un test distruttivo che consuma celle e presenta un rischio per la sicurezza più elevato e costi operativi più elevati perché sono richiesti l'ambiente asciutto e personale professionale;

Test non in sito: è possibile acquisire solo i dati di spessore su diversi stati specifici, il comportamento di rigonfiamento delle cellule non può essere descritto sistemicamente;

Grande deviazione per la valutazione della finestra di placcatura Li: non tutti i SOC e il potenziale di placcatura al litio possono essere in velocità diverse quantificato.

*Parte dei dati proviene dai partner e il copyright appartiene alle parti interessate. Non può essere riprodotto o utilizzato senza consenso.

Comportamento al rigonfiamento della batteria agli ioni di litio (LIB)

Sistema di analisi del rigonfiamento in situ ： con la piattaforma automatica altamente stabile e affidabile, dotata di alta precisione del sensore di misurazione dello spessore e del sensore meccanico, può ottenere stabilità a lungo termine e rilevamento accurato dello spessore cellulare e della forza di rigonfiamento per realizzare la valutazione delle prestazioni in condizioni diverse.

Modalità di test multifunzione: è possibile realizzare le modalità di test a pressione costante e gap costante per la cella e valutare le prestazioni della cella in diverse condizioni di stress.

Controllo ad alta precisione: la deformazione di ~ 70um sarà generata dal test di gap costante della cella da parte del morsetto tradizionale, che porta al test di forza di rigonfiamento impreciso. Il sistema di analisi del rigonfiamento in situ SWE può controllare la variazione del gap all'interno di ~lum mediante modulazione attiva e ottenere l'accurata variazione della forza di rigonfiamento della cella durante il test.

Software

Applicazioni

*Sviluppato con CATL, la migliore azienda di batterie di alimentazione e autorizzato esclusivamente per il brevetto.

Casi applicativi-valutazioni materiali

1. Analisi del comportamento di rigonfiamento di diversi materiali anodici

2. Analisi del comportamento di rigonfiamento di diversi leganti

* Due tipi di batterie di materiale anodico con lo stesso design e capacità, di cui il rigonfiamento a piena carica e lo spessore di rigonfiamento irreversibile di B sono significativamente maggiori di quello di A t che può essere utilizzato per vagliare e valutare i materiali degli anodi della batteria con requisiti di rigonfiamento;

* La differenza di rigonfiamento di tre diverse celle di materiale anodico può essere utilizzata per studiare il meccanismo del processo di rigonfiamento in situ dei materiali anodici durante la carica e la scarica.

2. Analisi del comportamento di rigonfiamento di diversi leganti

Confronto del rigonfiamento di quattro diverse batterie di materiale legante, il livello di rigonfiamento irreversibile è lo stesso, la differenza principale risiede nello spessore di rigonfiamento a carica completa a ciclo singolo, Binder C ha il miglior effetto di soppressione del rigonfiamento e può essere utilizzato per la valutazione e vagliatura di diversi materiali Binder.

Analizzare la placcatura Li
1. Valutazione della finestra di placcatura Li non distruttiva

Rispetto alla normale curva di inserzione Li, la curva di rigonfiamento della placcatura Li raggiunge il punto di flessione quando si raggiunge la tensione di placcatura Li, di conseguenza verranno acquisiti la velocità di placcatura Li, la tensione e la finestra S O C accurate.

2.Applicazione dell'addebito a gradino

La tensione di analisi quantitativa del litio e la finestra SOC di una determinata velocità di analisi del litio possono guidare efficacemente la tecnologia di ricarica rapida a cascata e realizzare una ricarica rapida sicura attraverso lo schema di ricarica.

Applicazione della struttura cellulare

* Vengono utilizzati due modelli per valutare il rigonfiamento di diverse celle anodiche e la legge di confronto è fondamentalmente la stessa di A> C> B.

* Poiché i due lati dell'avvolgimento sono legati, lo stress di aggraffatura causato dal rigonfiamento laterale si accumula nel mezzo, in modo che lo spessore aumenti con il ciclo e i quattro lati della laminazione non siano legati, quindi lo stress di aggraffatura del gruppo Durante il ciclo viene rilasciata un'espansione polare con rigonfiamento laterale maggiore e lo spessore diminuisce con il ciclo. (Anodo unilaterale).

* Il rigonfiamento in situ può essere utilizzato per analizzare in profondità l'influenza del processo sullo stress e sulla deformazione.

Condizioni di processo

1.Diverse condizioni di pressione

Batteria NCM523/grafite (3446106, capacità teorica 2400mAh)

Diverse condizioni di pressione costante (50N /5 00N/1000N)

Un corretto aumento della pressione può ridurre il rapporto di rigonfiamento irreversibile della batteria;

Durante il processo di carica, i due punti di flesso della curva di rigonfiamento corrispondono ai due picchi della curva di capacità differenziale, indicando che il rigonfiamento della batteria è correlato alla transizione di fase di deintercatura del litio.

2.Diverse condizioni di temperatura

Batteria NCM523/grafite (3446106, capacità teorica 2400mAh)

Diverse condizioni di temperatura (0*C, 25°C, 45P, 60,C)

Quando la temperatura sale dalla temperatura ambiente di 25°C a 45°C e 60°C, e quando scende dalla temperatura ambiente a 0°C, il rigonfiamento irreversibile della cellula aumenta. Tuttavia, le cause del rigonfiamento irreversibile possono essere diverse in condizioni di alta e bassa temperatura.

3.Diverse condizioni di sollecitazione

Batteria NCM523/grafite (3446106, capacità teorica 2400mAh)

Nell'intervallo di 5000 N, con l'aumento della sollecitazione, la sollecitazione di rigonfiamento della cella aumenta gradualmente, il che porta all'aumento della polarizzazione della cella e al deterioramento delle prestazioni dinamiche. Pertanto, dobbiamo prestare attenzione all'influenza dello stress iniziale nella progettazione dell'impaccamento delle celle.

4. Modifica dello spessore e dello stress durante la carica-scarica

Batteria LCO/grafite (capacità teorica 2500mAh)

Test a pressione costante e modalità a distanza costante

L'analizzatore di rigonfiamento in tuta (SWE) è stato utilizzato per monitorare i cambiamenti dello spessore di rigonfiamento e della forza di rigonfiamento della cella flessibile in modalità a pressione costante e distanza costante. Si è scoperto che le curve dello spessore di rigonfiamento e della forza di rigonfiamento erano correlate alla transizione di fase strutturale durante il processo di carica-scarica. Questo metodo di analisi in tuta può essere utilizzato dai ricercatori sul litio per analizzare il comportamento di rigonfiamento delle celle con diversi sistemi e processi di produzione, in modo da progettare celle con prestazioni migliori.

*Parte dei dati proviene dai partner e il copyright appartiene alle parti interessate. Non può essere riprodotto o utilizzato senza consenso.

Parametri e requisiti di installazione