Influencia del proceso de formación de la batería de fosfato de hierro y litio en su rendimiento
Aug 25, 2020
La formación es un proceso importante en el proceso de producción de baterías de litio. Durante la formación, se forma una capa de pasivación en la superficie del electrodo negativo, es decir, la película de interfaz de electrolito sólido (película SEI). La calidad de la película SEI afecta el ciclo de vida, la estabilidad y Las propiedades electroquímicas como la autodescarga y la seguridad cumplen con los requisitos de"" libre de mantenimiento; para el sellado de la batería secundaria. Sin embargo, la película SEI formada por diferentes procesos de conversión química es diferente y el impacto en el rendimiento de la batería también es muy diferente.
El método tradicional de precarga de baja corriente ayuda a formar una película SEI estable, pero la carga de baja corriente a largo plazo aumentará la impedancia de la película SEI formada, lo que afectará la velocidad de descarga de la batería de iones de litio y el largo el tiempo de proceso afecta la eficiencia de la producción. Los diferentes sistemas de baterías de litio tienen diferentes procesos de formación. Este artículo analiza los sistemas de baterías de fosfato de hierro y litio.
El proceso de formación del sistema de fosfato de hierro y litio generalmente se selecciona de la siguiente manera:
Corriente de carga 0.05C ~ 0.2C, voltaje de corte 3.6 ~ 3.7V, corriente de corte de carga 0.025C ~ 0.05C, después de estar parado por un período de tiempo (10-20min), 0.1 ~ 0.2C descargado a 2.5V, de pie durante un período de tiempo (20 -60min). Bajo diferentes mecanismos de carga y descarga, la diferencia en la corriente de carga afecta la formación y calidad de SEI, y el tiempo de reposo y la corriente de corte de carga afectan el tiempo del proceso de formación de la batería.
El proceso de formación de la batería del sistema de fosfato de hierro y litio debe seleccionar un voltaje de corte apropiado. A partir de la estructura cristalina del material, cuando el voltaje de carga es superior a 3,7 V, la estructura de celosía del fosfato de hierro y litio puede dañarse, lo que afecta el rendimiento del ciclo de la batería. Los resultados del experimento de resistencia interna parcial y la observación del SEM de la pieza polar también demuestran que las siguientes conclusiones son correctas:
1. Reducir adecuadamente el voltaje de formación y reducir el tiempo de formación puede reducir eficazmente la generación de precipitación de litio en la superficie del electrodo negativo, de modo que se pueda obtener una superficie más lisa del electrodo negativo. Esto se debe a que cuando la tensión de formación es alta, la tasa de producción de gas dentro de la batería es tan rápida que el gas dentro de la batería no se puede descargar a tiempo, lo que se deposita en la superficie del diafragma, lo que afecta el equilibrio de contacto entre el diafragma y el electrodo negativo. En el proceso de extracción de iones de litio, el desequilibrio del contacto entre los dos provoca una inserción excesiva de iones de litio en algunas zonas, provocando que la superficie del electrodo negativo sea desigual y finalmente afectando el rendimiento de la batería.
2. Después de la prueba de resistencia interna de la batería después de la formación, se encuentra que la reducción apropiada del voltaje de formación y la reducción del tiempo de formación puede reducir la resistencia interna de la batería. La alta resistencia interna causada por el alto voltaje de conversión química también está relacionada con la superficie irregular del electrodo negativo y la formación de manchas blancas. Debido a que las manchas blancas son compuestos de litio, la conductividad eléctrica es pobre, por lo que la resistencia interna de la batería&es demasiado grande.
3. La reducción adecuada del voltaje de formación en el diseño del proceso de formación puede aumentar la capacidad de primera carga y descarga de la batería y mejorar el rendimiento del ciclo de la batería. Un voltaje de formación demasiado alto es fácil de provocar la deposición de litio y sus compuestos en la superficie del electrodo negativo, lo que aumenta la capacidad irreversible de la batería, lo que inevitablemente afectará la capacidad de la batería. Debido a la existencia de litio y sus compuestos, la capacidad de la batería disminuirá durante el ciclo de carga y descarga. Rápido, afectando el ciclo de vida de la batería.