Lab Lithium-Ionen-Batterie-In-Situ-Zellschwellungsanalysator für die Batterieforschung und -entwicklung

Quellverhalten der Lithium-Ionen-Batterie (LIB)

Während des Lade- und Entladevorgangs von Lithium-Ionen-Batterien dehnen und kontrahieren sich die Zellen, wenn Lithium-Ionen in die negative Elektrode eingeführt und extrahiert werden;

Im Idealfall sind Ein- und Auslagerung von Lithium-Ionen reversibel, jedoch wird im eigentlichen Kreisprozess immer ein Teil des Lithiums vorhanden sein, der nicht aus der negativen Elektrode herausgelöst werden kann oder sich währenddessen als unlösliches Nebenprodukt auf der Oberfläche der Anode ablagert Zyklus, was zu irreversiblen Schwankungen führt ll der Batteriezelle

Oder andere schwerwiegendere Folgen, wie die Verformung der Batteriezelle, die Fragmentierung von Materialpartikeln, das Reißen des SEI-Films und der Verbrauch von Elektrolyt. Das Quellverhalten der Batterie ist zu einem wichtigen Indikator zur Beurteilung der Zuverlässigkeit der Batterie geworden. Während des Produktionsprozesses müssen Partikelgröße, Binder und Polschuhstruktur des negativen Elektrodenmaterials vorab optimiert werden.

Das theoretische Quellverhältnis von Anodenmaterialien der nächsten Generation mit hoher Energiedichte, wie z. B. Silizium- und Lithiummetall, ist viel größer als das von Graphit-Anodenmaterialien. Daher kann eine genaue und effektive Bewertung des Schwellverhaltens der Batteriezelle das Installationsdesign des Batteriezellenmoduls effektiv leiten, um die Sicherheit unter der Prämisse der Verbesserung der Modulraumausnutzung zu gewährleisten;

Andererseits kann SWE das Lithium-SOC-Fenster der Batteriezelle bei unterschiedlichen Vergrößerungen und Schnellladetechnologie für die Batteriezelle genau bestimmen und Zellkonstrukteuren helfen, Schnellladetechnologie zu entwickeln und Ladestrategien zu optimieren.

Quellverhalten der Lithium-Ionen-Batterie (LIB)

zerlegen div f erent – ​​Zellen konditionieren und die Dicke der Zelle und der Elektroden mit einem Mikrometer messen;

Li-Überzugsfenster Beurteilung: Durch die Demontage einer voll aufgeladenen Zelle, um die Lithiumabscheidung an der Elektrodenoberfläche zu beurteilen Fa ce durch Sichtprüfung;

Zerstörerischer Test ： Es ist ein zellverbrauchender Zerstörungstest, und es gibt ein höheres Sicherheitsrisiko und höhere Betriebskosten, da eine trockene Umgebung und professionelles Personal erforderlich sind;

Non-in-Site-Test: Es können nur die Dickendaten zu mehreren spezifischen Zuständen erfasst werden, das Quellverhalten von Zellen kann nicht systemisch beschrieben werden;

Große Abweichung für die Bewertung des Li-Plattierungsfensters: Nicht jeder Lithium-Plattierungs-SOC und -Potenzial kann in unterschiedlichen Raten vorliegen quantifiziert.

*Ein Teil der Daten stammt von den Partnern, und das Urheberrecht liegt bei den jeweiligen Parteien. Es darf nicht ohne Zustimmung vervielfältigt oder verwendet werden.

Quellverhalten der Lithium-Ionen-Batterie (LIB)

In-situ-Schwellungsanalysesystem ： Mit der hochstabilen und zuverlässigen automatischen Plattform, die mit einem hochpräzisen Dickenmesssensor und einem mechanischen Sensor ausgestattet ist, kann eine Langzeitstabilität und eine genaue Erkennung der Zelldicke und der Quellkraft erreicht werden, um eine Leistungsbewertung unter verschiedenen Bedingungen zu realisieren.

Multifunktions-Testmodi: Die Testmodi mit konstantem Druck und konstantem Abstand können für die Zelle realisiert werden, und die Leistung der Zelle unter verschiedenen Belastungsbedingungen kann bewertet werden.

Hochpräzise Steuerung: Die Verformung von ~70 um wird durch den konstanten Spalttest der Zelle durch die herkömmliche Klemme erzeugt, was zu einem ungenauen Quellkrafttest führt. Das SWE-In-situ-Schwellanalysesystem kann die Lückenänderung innerhalb von ~lum durch aktive Modulation steuern und die genaue Änderung der Quellkraft der Zelle während des Tests erhalten.

Software

Anwendungen

*Entwickelt mit CATL, dem Top-Power-Batterieunternehmen, und exklusiv für das Patent autorisiert.

Anwendungsfälle-Materialbewertungen

1.Analyse des Quellverhaltens verschiedener Anodenmaterialien

2. Analyse des Quellverhaltens verschiedener Bindemittel

* Zwei Arten von Batterien aus Anodenmaterial mit gleichem Design und gleicher Kapazität, bei denen die Vollladungsschwellung und die irreversible Schwelldicke von B deutlich größer sind als die von A t die zum Screenen und Bewerten von Batterieanodenmaterialien mit Quellanforderungen verwendet werden können;

* Der Quellungsunterschied von drei verschiedenen Anodenmaterialzellen kann verwendet werden, um den In-situ-Quellprozessmechanismus von Anodenmaterialien während des Ladens und Entladens zu untersuchen.

2. Analyse des Quellverhaltens verschiedener Bindemittel

Vergleich der Quellung von vier verschiedenen Binder-Materialbatterien, der Grad der irreversiblen Quellung ist gleich, der Hauptunterschied liegt in der Quelldicke bei Vollladung in einem Zyklus, Binder C hat die beste Quellungsunterdrückungswirkung und kann zur Bewertung und verwendet werden Screening verschiedener Bindermaterialien.

Li-Plattierung analysieren
1. Zerstörungsfreie Li-Überzugsfensterbeurteilung

Verglichen mit der normalen Li-Einfügungskurve erreicht die Li-Plattierungs-Schwellungskurve einen Wendepunkt, wenn die Li-Plattierungsspannung erreicht wird, dementsprechend werden genaue Li-Plattierungsrate, Spannung und S O C-Fenster erfasst.

2. Anwendung der Stufengebühr

Die quantitative Lithiumanalysespannung und das SOC-Fenster einer bestimmten Lithiumanalyserate können die Kaskaden-Schnellladetechnologie effektiv steuern und ein sicheres Schnellladen durch das Ladeschema realisieren.

Anwendung der Zellstruktur

* Zwei Modelle werden verwendet, um das Quellen verschiedener Anodenzellen zu bewerten, und das Vergleichsgesetz ist im Grunde das gleiche wie A> C> B.

* Da die beiden Seiten der Wicklung gebunden sind, sammelt sich die Crimpspannung, die durch die seitliche Quellung verursacht wird, in der Mitte, so dass die Dicke mit dem Zyklus zunimmt, und die vier Seiten der Lamelle werden nicht gebunden, also die Crimpspannung der Gruppe Ein Polstück mit größerer seitlicher Schwellung wird während des Zyklus freigesetzt, und die Dicke nimmt mit dem Zyklus ab. (Einseitige Anode).

* Die In-situ-Schwellung kann verwendet werden, um den Einfluss des Prozesses auf Stress und Belastung gründlich zu analysieren.

Prozessbedingungen

1.Unterschiedliche Druckverhältnisse

NCM523/Graphit-Akku (3446106, theoretische Kapazität 2400mAh)

Unterschiedliche Konstantdruckbedingungen (50N /5 00N/1000N)

Durch richtiges Erhöhen des Drucks kann das irreversible Quellverhältnis der Batterie reduziert werden;

Während des Ladevorgangs entsprechen die beiden Wendepunkte der Schwellkurve den beiden Spitzen der Differenzkapazitätskurve, was darauf hinweist, dass das Quellen der Batterie mit dem Phasenübergang der Deinterkalation von Lithium zusammenhängt.

2.Unterschiedliche Temperaturbedingungen

NCM523/Graphit-Akku (3446106, theoretische Kapazität 2400mAh)

Unterschiedliche Temperaturbedingungen (0*C, 25°C, 45P, 60,C)

Steigt die Temperatur von Raumtemperatur 25° C auf 45° C und 60° C, und fällt sie von Raumtemperatur auf 0° C, verstärkt sich die irreversible Quellung der Zelle. Die Ursachen des irreversiblen Quellens können jedoch unter Hochtemperatur- und Niedertemperaturbedingungen unterschiedlich sein.

3.Unterschiedliche Stressbedingungen

NCM523/Graphit-Akku (3446106, theoretische Kapazität 2400mAh)

Im Bereich von 5000 N nimmt mit zunehmender Spannung die Quellspannung der Zelle allmählich zu, was zu einer Erhöhung der Polarisierung der Zelle und einer Verschlechterung der dynamischen Leistung führt. Daher muss bei der Auslegung der Zellpackung auf den Einfluss der Vorspannung geachtet werden.

4.Dicke und Stress ändern sich während des Lade-Entladevorgangs

LCO/Graphit-Akku (theoretische Kapazität 2500 mAh)

Test unter konstantem Druck und konstantem Spaltmodus

Ein anzugsinterner Schwellungsanalysator (SWE) wurde verwendet, um die Änderungen der Quelldicke und der Quellkraft der flexiblen Zelle im Modus mit konstantem Druck und konstantem Abstand zu überwachen. Es wurde festgestellt, dass die Kurven der Quelldicke und der Quellkraft mit dem strukturellen Phasenübergang während des Lade-Entlade-Prozesses zusammenhängen. Mit dieser In-Suit-Analysemethode können Lithiumforscher das Quellverhalten von Zellen mit unterschiedlichen Systemen und Produktionsprozessen analysieren, um Zellen mit besserer Leistung zu entwerfen.

*Ein Teil der Daten stammt von den Partnern, und das Urheberrecht liegt bei den jeweiligen Parteien. Es darf nicht ohne Zustimmung vervielfältigt oder verwendet werden.

Parameter und Installationsvoraussetzung