Com o uso de
bateria de armazenamento de energia solar, o desempenho da bateria é constantemente atenuado, o que se manifesta principalmente na atenuação da capacidade, aumento da resistência interna e diminuição da potência. Portanto, os fatores que afetam a resistência interna da bateria são expostos em combinação com o projeto da estrutura da bateria, o desempenho das matérias-primas, a tecnologia do processo e as condições de uso.
Resistência é a resistência que a corrente flui através do interior da bateria quando a bateria de lítio está funcionando. Geralmente, a resistência interna das baterias de lítio é dividida em resistência interna ôhmica e resistência interna de polarização. A resistência interna ôhmica consiste em material do eletrodo, eletrólito, resistência do diafragma e resistência de contato de várias peças. A resistência interna da polarização refere-se à resistência causada pela polarização durante a reação eletroquímica, incluindo a resistência interna da polarização eletroquímica e a resistência interna da polarização de concentração. A resistência interna ôhmica da bateria é determinada pela condutividade total da bateria, e a resistência interna de polarização da bateria é determinada pelo coeficiente de difusão em fase sólida de íons de lítio no material ativo do eletrodo.
A resistência interna é dividida principalmente em três partes, uma é a impedância iônica, a outra é a impedância eletrônica e a terceira é a impedância de contato. Esperamos que quanto menor for a resistência interna da bateria de lítio, menor será a resistência interna, por isso precisamos tomar medidas específicas para reduzir a resistência interna ôhmica para esses três itens.
01 Impedância iônicaA impedância dos íons da bateria de lítio refere-se à resistência dos íons de lítio à transferência dentro da bateria. A velocidade de migração de íons de lítio e a velocidade de condução de elétrons desempenham um papel igualmente importante nas baterias de lítio, e a impedância iônica é afetada principalmente por materiais de eletrodos positivos e negativos, separadores e eletrólitos. Para reduzir a impedância iônica, você precisa fazer o seguinte:
Certifique-se de que os materiais positivos e negativos e o eletrólito tenham boa molhabilidade
No projeto da peça polar, é necessário selecionar uma densidade de compactação adequada. Se a densidade de compactação for muito grande, o eletrólito não se infiltrará facilmente, o que aumentará a impedância iônica. Para o pólo negativo, se o filme SEI formado na superfície do material ativo durante a primeira carga e descarga for muito espesso, a impedância iônica também aumentará, e o processo de formação da bateria precisa ser ajustado para resolver isso problema.
O efeito do eletrólito
O eletrólito deve ter concentração, viscosidade e condutividade adequadas. Quando a viscosidade do eletrólito é muito alta, não é propício à infiltração entre o eletrólito e os materiais ativos positivos e negativos. Ao mesmo tempo, o eletrólito também necessita de uma concentração mais baixa e, se a concentração for muito alta, também não favorece seu fluxo e infiltração. A condutividade do eletrólito é o fator mais importante que afeta a impedância iônica, que determina a migração dos íons.
O efeito do diafragma na impedância iônica
Os principais fatores que afetam a impedância iônica do diafragma são: distribuição do eletrólito no diafragma, área do diafragma, espessura, tamanho dos poros, porosidade e coeficiente de tortuosidade. Para diafragmas cerâmicos, também é necessário evitar que partículas cerâmicas bloqueiem os poros do diafragma, o que não favorece a passagem de íons. Embora garantindo que o eletrólito se infiltre completamente no diafragma, não deve haver nenhum eletrólito residual nele, o que reduz a eficiência de uso do eletrólito.
02 Impedância eletrônicaExistem muitos fatores que influenciam a impedância eletrônica, que podem ser melhorados nos aspectos de materiais e processos.
Placas positivas e negativas
Os principais fatores que afetam a impedância eletrônica das placas positivas e negativas são: o contato entre o material ativo e o coletor de corrente, os fatores do próprio material ativo e os parâmetros da placa. O material ativo deve estar totalmente em contato com a superfície do coletor de corrente, o que pode ser considerado a partir da folha de cobre do coletor de corrente, do substrato da folha de alumínio e da adesividade da pasta de eletrodo positivo e negativo. A porosidade do próprio material ativo, os subprodutos na superfície das partículas e a mistura desigual com o agente condutor causarão alterações na impedância eletrônica. Os parâmetros da placa, como a densidade do material ativo, são muito pequenos, a lacuna entre as partículas é grande, o que não favorece a condução de elétrons.
diafragma
Os principais fatores que afetam a impedância eletrônica do diafragma são: a espessura do diafragma, a porosidade e os subprodutos durante o processo de carga e descarga. Os dois primeiros são fáceis de entender. Após a desmontagem da célula da bateria, muitas vezes descobre-se que uma espessa camada de material marrom está presa ao diafragma, incluindo o eletrodo negativo de grafite e seus subprodutos de reação, o que fará com que os poros do diafragma bloqueiem e reduzam a vida útil da bateria. .
Substrato do coletor atual
O material, espessura, largura e grau de contato do coletor de corrente com as abas afetam a impedância elétrica. O coletor de corrente precisa escolher um substrato não oxidado e passivado, caso contrário afetará a impedância. A má soldagem entre folhas e abas de cobre e alumínio também afetará a impedância eletrônica.
03 contato de resistência
A resistência de contato é formada entre o contato entre a folha de cobre e alumínio e o material ativo, sendo necessário focar na adesividade da pasta do eletrodo positivo e negativo.
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