Avec l'utilisation de
batterie de stockage d'énergie solaire, les performances de la batterie sont constamment atténuées, ce qui se manifeste principalement par une atténuation de capacité, une augmentation de la résistance interne et une diminution de la puissance. Par conséquent, les facteurs affectant la résistance interne de la batterie sont exposés en combinaison avec la conception de la structure de la batterie, les performances des matières premières, la technologie du processus et les conditions d'utilisation.
La résistance est la résistance à laquelle le courant circule à l’intérieur de la batterie lorsque la batterie au lithium fonctionne. Généralement, la résistance interne des batteries au lithium est divisée en résistance interne ohmique et résistance interne de polarisation. La résistance interne ohmique se compose du matériau de l'électrode, de l'électrolyte, de la résistance du diaphragme et de la résistance de contact de diverses pièces. La résistance interne de polarisation fait référence à la résistance provoquée par la polarisation lors d'une réaction électrochimique, y compris la résistance interne de polarisation électrochimique et la résistance interne de polarisation de concentration. La résistance interne ohmique de la batterie est déterminée par la conductivité totale de la batterie, et la résistance interne de polarisation de la batterie est déterminée par le coefficient de diffusion en phase solide des ions lithium dans le matériau actif de l'électrode.
La résistance interne est principalement divisée en trois parties, l'une est l'impédance ionique, l'autre est l'impédance électronique et la troisième est l'impédance de contact. Nous espérons que plus la résistance interne de la batterie au lithium est faible, plus la résistance interne est faible. Nous devons donc prendre des mesures spécifiques pour réduire la résistance interne ohmique de ces trois éléments.
01 Impédance ioniqueL’impédance ionique de la batterie au lithium fait référence à la résistance des ions lithium au transfert à l’intérieur de la batterie. La vitesse de migration des ions lithium et la vitesse de conduction électronique jouent un rôle tout aussi important dans les batteries au lithium, et l'impédance ionique est principalement affectée par les matériaux des électrodes positives et négatives, les séparateurs et les électrolytes. Pour réduire l'impédance ionique, vous devez procéder comme suit :
Assurez-vous que les matériaux positifs et négatifs et l'électrolyte ont une bonne mouillabilité
Lors de la conception de la pièce polaire, il est nécessaire de sélectionner une densité de compactage appropriée. Si la densité de compactage est trop importante, l’électrolyte ne s’infiltrera pas facilement, ce qui augmentera l’impédance ionique. Pour la pièce polaire négative, si le film SEI formé à la surface du matériau actif lors de la première charge et décharge est trop épais, l'impédance ionique sera également augmentée et le processus de formation de la batterie doit être ajusté pour résoudre ce problème. problème.
L'effet de l'électrolyte
L'électrolyte doit avoir une concentration, une viscosité et une conductivité appropriées. Lorsque la viscosité de l'électrolyte est trop élevée, elle n'est pas propice à l'infiltration entre l'électrolyte et les matières actives positives et négatives. Dans le même temps, l’électrolyte a également besoin d’une concentration plus faible, et si la concentration est trop élevée, elle n’est pas non plus propice à son écoulement et à son infiltration. La conductivité de l'électrolyte est le facteur le plus important affectant l'impédance ionique, qui détermine la migration des ions.
L'effet du diaphragme sur l'impédance ionique
Les principaux facteurs affectant l'impédance ionique du diaphragme sont : la répartition de l'électrolyte dans le diaphragme, la surface du diaphragme, l'épaisseur, la taille des pores, la porosité et le coefficient de tortuosité. Pour les diaphragmes en céramique, il faut également éviter que des particules de céramique bouchent les pores du diaphragme, ce qui ne favorise pas le passage des ions. Tout en garantissant que l'électrolyte infiltre complètement le diaphragme, il ne doit y avoir aucun électrolyte résiduel à l'intérieur, ce qui réduit l'efficacité d'utilisation de l'électrolyte.
02 Impédance électroniqueIl existe de nombreux facteurs d'influence sur l'impédance électronique, qui peuvent être améliorés du point de vue des matériaux et des processus.
Plaques positives et négatives
Les principaux facteurs affectant l'impédance électronique des plaques positives et négatives sont : le contact entre le matériau actif et le collecteur de courant, les facteurs du matériau actif lui-même et les paramètres de la plaque. Le matériau actif doit être entièrement en contact avec la surface du collecteur de courant, ce qui peut être considéré à partir de la feuille de cuivre du collecteur de courant, du substrat en feuille d'aluminium et de l'adhésivité de la pâte d'électrode positive et négative. La porosité du matériau actif lui-même, les sous-produits à la surface des particules et le mélange inégal avec l'agent conducteur provoqueront tous des changements d'impédance électronique. Les paramètres de la plaque tels que la densité du matériau actif sont trop petits, l'espace entre les particules est grand, ce qui n'est pas propice à la conduction électronique.
diaphragme
Les principaux facteurs affectant l'impédance électronique du diaphragme sont : l'épaisseur du diaphragme, la porosité et les sous-produits pendant le processus de charge et de décharge. Les deux premiers sont faciles à comprendre. Après le démontage de la cellule de la batterie, on constate souvent qu'une épaisse couche de matériau brun est attachée au diaphragme, y compris l'électrode négative en graphite et ses sous-produits de réaction, ce qui provoquera le blocage des pores du diaphragme et réduira la durée de vie de la batterie. .
Substrat collecteur de courant
Le matériau, l'épaisseur, la largeur et le degré de contact du collecteur de courant avec les languettes affectent tous l'impédance électrique. Le collecteur de courant doit choisir un substrat non oxydé et passivé, sinon cela affectera l'impédance. Une mauvaise soudure entre le cuivre et la feuille d’aluminium et les languettes affectera également l’impédance électronique.
03 résistance de contact
La résistance de contact se forme entre le contact entre la feuille de cuivre et d'aluminium et le matériau actif, et il faut se concentrer sur l'adhésivité de la pâte d'électrode positive et négative.
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