리튬 배터리의 형성 및 용량 분할 과정은 리튬 배터리 생산 과정에서 중요한 연결 고리이며 배터리 성능의 안정성과 일관성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
1 화학 공정
화학적 전환은 일반적으로 첫 번째 충전된 배터리에 대해 저전류 충전 및 방전, 일정한 온도 유지 등 성능을 안정화하기 위한 일련의 공정 조치를 구현하는 것을 의미합니다. 주요 목적은 조밀하고 안정적인 고체 전해질 계면 막을 형성하는 것입니다. (SEI 필름)을 배터리 음극 표면에 부착하여 사이클 수명, 안정성, 자가 방전, 안전성 등 배터리의 전기화학적 성능을 향상시킵니다.
화학 전환 공정의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.
1. 형성 전류:형성 전류의 크기와 파형은 SEI 필름의 형성에 중요한 영향을 미칩니다. 일반적으로 작은 전류를 사용하여 상대적으로 조밀한 SEI 필름을 생성한 다음 더 큰 전류로 충전하여 배터리를 고전류의 실제 작동 조건에 적응시키고 SEI의 결함을 수리합니다. 형성 과정에서 리튬 이온 배터리의 속도 방전 성능에 영향을 미칠 수 있는 SEI 필름 임피던스의 증가를 방지하기 위해 충전 및 방전 전류의 정밀한 제어가 필요합니다.
2. 형성 전압:형성 전압의 선택은 배터리의 특정 시스템 및 재료에 따라 결정되어야 합니다. 과도한 전압은 배터리 내부 손상을 유발하여 사이클링 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 형성 온도:형성 온도는 SEI 필름의 형성과 배터리 성능에도 큰 영향을 미칩니다. 실험에 따르면 가장 적합한 형성 온도는 20-35 도이지만 대부분의 리튬 이온 배터리 제조업체는 배터리의 사이클링 및 저장 성능을 향상시키기 위해 형성에 약간 더 높은 온도(30-60 도)를 선택합니다. . 그러나 온도가 너무 높으면 SEI 필름이 용해되고 용매 분자가 함께 삽입되어 SEI 필름의 안정성이 저하될 수도 있습니다.
4. 외부 압력:형성 과정에서 적절한 압연 압력을 가하면 배터리에서 발생하는 가스(유기물이 고압에서 분해되어 가스가 생성됨)를 크게 제거하고 배터리의 형성 용량, 속도 및 사이클링 성능을 향상시킬 수 있습니다.
화학 변환 공정의 구체적인 단계는 다음과 같습니다.
1. 1회 주사:조립된 배터리에 전해질을 주입합니다. 먼저 배터리를 비우고 내부에 음압이 형성될 때까지 기다립니다. 그런 다음 주입 밸브를 열고 압력 차이로 인해 전해질이 배터리로 흐르도록 합니다.
2. 고온 노화:배터리를 일정 시간 동안 고온실에 놓아 전해질이 전극 패드에 완전히 스며들도록 함으로써 향후 더 나은 품질의 SEI 필름을 형성할 수 있는 기반을 마련합니다.
3. 화학적 전환 작업:음극 표면에 조밀하고 안정적인 SEI 필름을 형성하기 위해 작은 전류 충전 작업을 수행합니다. 형성 과정에서 생성된 가스를 추출하기 위해 부압 형성을 사용하여 가스가 전극 계면에 축적되는 것을 방지하고 리튬 이온의 확산 경로와 SEI 필름의 균일성에 영향을 미칩니다.
4. 2차 주입:형성 과정에서 일부 전해질이 소비되고 음압 형성으로 인해 일부 전해질도 제거되므로 2차 주입이 필요합니다. 단일 주사에 비해 주사량이 상대적으로 적습니다.
2 파티션 프로세스
용량 정렬에 대한 간단한 이해는 용량 정렬, 성능 심사 및 등급 지정입니다. 주요 목적은 배터리 품질을 선별하고, 용량을 일치시키고, 전압 균형을 맞추고, 안전을 보장하고, 효율성을 향상시키는 것입니다.
용량 분리 공정의 핵심은 용량 분리 캐비닛 구성을 통해 배터리에 대한 충방전 테스트를 수행하고 배터리 용량, 내부 저항 등의 매개변수를 획득하여 배터리의 품질 수준을 결정하는 것입니다. 테스트 결과의 정확성을 보장하기 위해서는 용량 분할 과정에서 충전 및 방전 전류와 전압에 대한 엄격한 제어가 필요합니다.
볼륨 분리 프로세스의 구체적인 단계는 다음과 같습니다.
1. OCV 측정:두 번째 주입 후 개방 회로 전압(OCV)을 두 번 측정하여 고온 K 값을 계산합니다.
2. 고온 K 값 분석:K값의 크기를 분석하면 배터리에 미세단락 현상이 있는지 여부를 판단할 수 있다. K 값이 너무 높으면 배터리에 미세 단락이 발생할 수 있으므로 제거해야 합니다.
3. 용량 분할 운영:배터리 용량과 같은 관련 매개변수를 얻으려면 배터리에 대한 충전 방전 테스트를 수행하십시오. 테스트 결과에 따라 배터리를 고용량 A레벨, 저용량 B레벨 등 다양한 레벨로 분류합니다.
4. 실온에서 K 값의 측정:용량 분할 후 배터리를 상온에 일정 시간(보통 15일 이상) 방치하고, 배터리 전압이 안정화된 후 상온에서 K 값을 측정합니다. 상온 K 값은 배터리의 자체 방전율을 반영하고 결함이 있는 배터리를 추가로 선별하는 매개변수로도 사용됩니다.
3 화학물질 분리 장비의 정확도 요구사항
리튬전지의 사이클 수명, 안정성, 자가방전, 안전성 등 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서는 일관성을 엄격하게 관리하거나 리튬전지의 전지 등급을 정확하게 평가하는 것이 필요합니다. 따라서 화학 및 용량성 장비의 전류 및 전압 측정 정확도에 대한 요구 사항이 높습니다. 현재 시중에 나와 있는 화학 용량 분리 장비의 전류 및 전압 측정 정확도는 일반적으로 약 1000분의 1이며, 전류 및 전압 센서의 정확도는 10000분의 1 이상이 이상적인 선택입니다.
리튬 배터리의 형성 및 용량 분할 과정은 배터리 성능의 안정성과 일관성을 보장하는 중요한 단계입니다. 형성 및 용량 분리 공정의 주요 매개변수와 단계를 정밀하게 제어함으로써 배터리의 전기화학적 성능과 안전성을 크게 향상시킬 수 있습니다.