Qual è il fattore che influenza la resistenza interna della batteria?

Con l'uso dibatteria di accumulo dell'energia solare, le prestazioni della batteria vengono costantemente attenuate, il che si manifesta principalmente nell'attenuazione della capacità, nell'aumento della resistenza interna e nella diminuzione della potenza. Pertanto, i fattori che influenzano la resistenza interna della batteria vengono esposti in combinazione con il design della struttura della batteria, le prestazioni delle materie prime, la tecnologia del processo e le condizioni d'uso.



La resistenza è la resistenza alla quale la corrente scorre attraverso l'interno della batteria quando la batteria al litio è in funzione. Generalmente, la resistenza interna delle batterie al litio è divisa in resistenza interna ohmica e resistenza interna di polarizzazione. La resistenza interna ohmica è costituita dal materiale dell'elettrodo, dall'elettrolita, dalla resistenza del diaframma e dalla resistenza di contatto di varie parti. La resistenza interna alla polarizzazione si riferisce alla resistenza causata dalla polarizzazione durante la reazione elettrochimica, inclusa la resistenza interna alla polarizzazione elettrochimica e la resistenza interna alla polarizzazione della concentrazione. La resistenza ohmica interna della batteria è determinata dalla conduttività totale della batteria, mentre la resistenza interna di polarizzazione della batteria è determinata dal coefficiente di diffusione in fase solida degli ioni di litio nel materiale attivo dell'elettrodo.


La resistenza interna è principalmente divisa in tre parti, una è l'impedenza ionica, l'altra è l'impedenza elettronica e la terza è l'impedenza di contatto. Ci auguriamo che minore sia la resistenza interna della batteria al litio, minore sia la resistenza interna, quindi dobbiamo adottare misure specifiche per ridurre la resistenza ohmica interna per questi tre elementi.

01 Impedenza ionica
L'impedenza degli ioni di batteria al litio si riferisce alla resistenza degli ioni di litio al trasferimento all'interno della batteria. La velocità di migrazione degli ioni di litio e la velocità di conduzione degli elettroni svolgono un ruolo altrettanto importante nelle batterie al litio e l'impedenza ionica è influenzata principalmente dai materiali degli elettrodi positivi e negativi, dai separatori e dagli elettroliti. Per ridurre l'impedenza ionica, è necessario effettuare le seguenti operazioni:



Assicurarsi che i materiali positivi e negativi e l'elettrolita abbiano una buona bagnabilità



Nella progettazione dell'espansione polare è necessario selezionare una densità di compattazione adeguata. Se la densità di compattazione è troppo grande, l'elettrolita non si infiltrerà facilmente, il che aumenterà l'impedenza ionica. Per l'espansione polare negativa, se la pellicola SEI formata sulla superficie del materiale attivo durante la prima carica e scarica è troppo spessa, anche l'impedenza ionica aumenterà e il processo di formazione della batteria dovrà essere regolato per risolvere questo problema problema.



L'effetto dell'elettrolita


L'elettrolita deve avere concentrazione, viscosità e conduttività adeguate. Quando la viscosità dell'elettrolita è troppo elevata, non favorisce l'infiltrazione tra l'elettrolita e i materiali attivi positivi e negativi. Allo stesso tempo, anche l'elettrolita necessita di una concentrazione inferiore e, se la concentrazione è troppo elevata, non favorisce il suo flusso e l'infiltrazione. La conduttività dell'elettrolita è il fattore più importante che influenza l'impedenza ionica, che determina la migrazione degli ioni.



L'effetto del diaframma sull'impedenza ionica


I principali fattori che influenzano l'impedenza ionica del diaframma sono: distribuzione dell'elettrolita nel diaframma, area del diaframma, spessore, dimensione dei pori, porosità e coefficiente di tortuosità. Per i diaframmi ceramici è inoltre necessario evitare che le particelle ceramiche ostruiscano i pori del diaframma, il che non favorisce il passaggio degli ioni. Pur assicurando che l'elettrolita si infiltri completamente nel diaframma, non deve rimanere alcun elettrolita residuo al suo interno, il che riduce l'efficienza di utilizzo dell'elettrolita.

02 Impedenza elettronica
Ci sono molti fattori che influenzano l'impedenza elettronica, che possono essere migliorati dal punto di vista dei materiali e dei processi.


Piastre positive e negative

I principali fattori che influenzano l'impedenza elettronica delle piastre positive e negative sono: il contatto tra il materiale attivo e il collettore di corrente, i fattori del materiale attivo stesso e i parametri della piastra. Il materiale attivo deve essere completamente in contatto con la superficie del collettore di corrente, che può essere considerata dal foglio di rame del collettore di corrente, dal substrato del foglio di alluminio e dall'adesività della pasta dell'elettrodo positivo e negativo. La porosità del materiale attivo stesso, i sottoprodotti sulla superficie delle particelle e la miscelazione non uniforme con l'agente conduttivo causeranno tutti cambiamenti nell'impedenza elettronica. I parametri della piastra come la densità del materiale attivo sono troppo piccoli, il gap tra le particelle è ampio, il che non favorisce la conduzione degli elettroni.



diaframma

I principali fattori che influenzano l'impedenza elettronica del diaframma sono: lo spessore del diaframma, la porosità e i sottoprodotti durante il processo di carica e scarica. I primi due sono di facile comprensione. Dopo lo smantellamento della cella della batteria, si scopre spesso che uno spesso strato di materiale marrone è attaccato al diaframma, compreso l'elettrodo negativo di grafite e i suoi sottoprodotti di reazione, che causerà il blocco dei pori del diaframma e ridurrà la durata della batteria .

Substrato del collettore corrente

Il materiale, lo spessore, la larghezza e il grado di contatto del collettore di corrente con le linguette influiscono tutti sull'impedenza elettrica. Il collettore di corrente deve scegliere un substrato non ossidato e passivato, altrimenti influenzerà l'impedenza. Anche una scarsa saldatura tra rame e foglio di alluminio e le linguette influirà sull'impedenza elettronica.

03 resistenza di contatto

La resistenza di contatto si forma tra il contatto tra il foglio di rame e alluminio e il materiale attivo ed è necessario concentrarsi sull'adesività della pasta dell'elettrodo positivo e negativo.

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