Лабораторный анализатор набухания ячеек литий-ионных аккумуляторов для исследования и разработки аккумуляторов

Отек литий-ионного аккумулятора (LIB)

В процессе зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов по мере того, как ионы лития вводятся и извлекаются из отрицательного электрода, ячейки будут расширяться и сжиматься;

В идеале введение и извлечение ионов лития обратимы, но в реальном цикле всегда будет часть лития, которая не может быть извлечена из отрицательного электрода или оседает на поверхности анода в качестве нерастворимого побочного продукта во время процесса. цикл, приводящий к необратимому все заряд батареи

Или другие более серьезные последствия, такие как деформация элемента аккумулятора, дробление частиц материала, разрыв пленки ТЭИ, расход электролита. Вздутие батареи стало важным показателем для оценки надежности батареи. В процессе производства необходимо заранее оптимизировать размер частиц, связующее вещество и структуру полюсного наконечника материала отрицательного электрода.

Теоретическая степень набухания анодных материалов с высокой плотностью энергии следующего поколения, таких как кремний и металлический литий, намного выше, чем у графитовых анодных материалов. Следовательно, точная и эффективная оценка поведения элемента батареи в отношении набухания может эффективно направлять конструкцию установки модуля элемента батареи для обеспечения безопасности с целью улучшения использования пространства модуля;

С другой стороны, SWE может точно определить окно SOC литиевого элемента батареи при различном увеличении, технологию быстрой зарядки для элемента батареи, помогая инженерам-проектировщикам элементов разрабатывать технологию быстрой зарядки и оптимизировать стратегии зарядки.

Отек литий-ионного аккумулятора (LIB)

Разобрать дифференциал ф erent — кондиционирование ячеек и измерение толщины ячейки и электродов микрометром;

Окно покрытия литием Оценка: посредством разборки полностью заряженной ячейки для оценки осаждения лития на поверхности электрода. фа с.э. при визуальном осмотре;

Разрушающий тест ： Это разрушительное испытание, потребляющее клетки, и существует более высокий риск безопасности и более высокие эксплуатационные расходы, поскольку требуются сухая среда и профессиональные люди;

Тест вне места: могут быть получены только данные о толщине в нескольких конкретных состояниях, поведение набухания клеток не может быть описано систематически;

Большое отклонение для оценки окна литиевого покрытия: не каждый литий SOC и потенциал с разной скоростью могут быть количественно.

*Часть данных исходит от партнеров, а авторские права принадлежат соответствующим сторонам. Его нельзя воспроизводить или использовать без согласия.

Отек литий-ионного аккумулятора (LIB)

Система анализа набухания на месте ： с очень стабильной и надежной автоматической платформой, оснащенной высокоточным датчиком измерения толщины и механическим датчиком, он может обеспечить долгосрочную стабильность и точное определение толщины клеток и силы набухания для оценки производительности в различных условиях.

Многофункциональные режимы испытаний: для ячейки могут быть реализованы режимы испытаний с постоянным давлением и постоянным зазором, а также может быть оценена производительность ячейки в различных условиях нагрузки.

Высокоточный контроль: деформация ~ 70 мкм будет вызвана испытанием с постоянным зазором ячейки с помощью традиционного зажима, что приводит к неточному испытанию силы набухания. Система анализа набухания SWE in-situ может контролировать изменение зазора внутри просвета с помощью активной модуляции и получать точное изменение силы набухания ячейки во время испытания.

Програмное обеспечение

Приложения

* Разработан совместно с CATL, ведущим производителем аккумуляторов, и авторизован исключительно для получения патента.

Случаи применения-материальные оценки

1. Анализ набухания различных анодных материалов.

2. Анализ набухания различных связующих

* Два типа батарей из анодного материала с одинаковой конструкцией и емкостью, из которых распухание при полном заряде и толщина необратимого вздутия B значительно больше, чем у A. т который можно использовать для скрининга и оценки материалов анода батареи с требованиями к набуханию;

* Различие в набухании трех различных ячеек анодного материала можно использовать для изучения механизма процесса набухания анодных материалов во время заряда и разряда.

2. Анализ набухания различных связующих

При сравнении набухания четырех различных батарей из связующего материала уровень необратимого набухания одинаков, основное различие заключается в толщине набухания при полном заряде за один цикл, связующее C обладает лучшим эффектом подавления набухания и может использоваться для оценки и скрининг различных связующих материалов.

Li покрытие анализ
1. Неразрушающее решение окна с покрытием Li

По сравнению с обычной кривой введения лития, кривая набухания литиевого покрытия достигает точки перегиба при достижении напряжения литиевого покрытия, соответственно будут получены точные скорость литиевого покрытия, напряжение и окно S O C.

2. Применение ступенчатой ​​зарядки

Количественное напряжение анализа лития и окно SOC с определенной скоростью анализа лития могут эффективно управлять технологией каскадной быстрой зарядки и реализовывать безопасную быструю зарядку с помощью схемы зарядки.

Применение клеточной структуры

* Две модели используются для оценки набухания различных анодных ячеек, и закон сравнения в основном такой же, как для A> C> Б.

* Поскольку две стороны обмотки связаны, обжимное напряжение, вызванное боковым вздутием, накапливается в середине, так что толщина увеличивается с циклом, а четыре стороны ламинирования не связаны, поэтому обжимное напряжение группы Полюсный наконечник с большим боковым утолщением высвобождается во время цикла, и его толщина уменьшается по мере цикла. (односторонний анод).

* Набухание на месте можно использовать для глубокого анализа влияния процесса на стресс и деформацию.

Условия процесса

1. Различные условия давления

Аккумулятор NCM523/графит (3446106, теоретическая емкость 2400 мАч)

Различные условия постоянного давления (50 Н /5 00Н/1000Н)

Надлежащее повышение давления может уменьшить степень необратимого вздутия батареи;

В процессе зарядки две точки перегиба кривой набухания соответствуют двум пикам кривой дифференциальной емкости, что указывает на то, что набухание батареи связано с фазовым переходом деинтеркаляции лития.

2. Различные температурные условия

Аккумулятор NCM523/графит (3446106, теоретическая емкость 2400 мАч)

Различные температурные режимы (0*С, 25°С, 45П, 60,С)

При повышении температуры от комнатной 25°С до 45°С и 60°С, а также при понижении ее от комнатной температуры до 0°С необратимое набухание клетки усиливается. Однако причины необратимого набухания могут быть различными в условиях высоких и низких температур.

3. Различные стрессовые состояния

Аккумулятор NCM523/графит (3446106, теоретическая емкость 2400 мАч)

В диапазоне 5000 Н с ростом напряжения постепенно увеличивается напряжение набухания ячейки, что приводит к увеличению поляризации ячейки и ухудшению динамических характеристик. Поэтому мы должны обратить внимание на влияние начального напряжения при проектировании набивки ячеек.

4. Изменение толщины и напряжения при зарядке-разрядке

LCO/графитовый аккумулятор (теоретическая емкость 2500 мАч)

Испытание в режиме постоянного давления и постоянного зазора

Анализатор набухания в костюме (SWE) использовался для отслеживания изменений толщины набухания и силы набухания гибкой ячейки в режиме постоянного давления и постоянного зазора. Установлено, что кривые толщины набухания и силы набухания связаны со структурным фазовым переходом в процессе заряда-разряда. Этот метод анализа в костюме может использоваться исследователями лития для анализа набухания элементов с различными системами и производственными процессами, чтобы спроектировать элементы с лучшими характеристиками.

*Часть данных исходит от партнеров, а авторские права принадлежат соответствующим сторонам. Его нельзя воспроизводить или использовать без согласия.

Параметры и требования к установке