La faible capacité de cellule est un jugement intuitif basé sur la comparaison de la capacité de décharge post-formation avec la valeur de conception. Si la capacité mesurée tombe en dessous de la spécification de conception, la première étape consiste à vérifier si les paramètres du processus de formation sont correctement définis (par exemple, le courant de décharge, la durée de charge, la tension de coupure et la température de formation).
① Si les étapes de formation sont confirmées correctes, retestez la cellule à l'aide d'un équipement ou des canaux alternatifs pour exclure les problèmes potentiels avec le système de formation.
② Si la capacité reste normale après le remplacement de l'équipement, l'équipement de formation d'origine est défectueux.
③ Si le problème de faible capacité persiste après un retesté, la cellule est confirmée comme présentant une véritable faible capacité.
Après avoir confirmé une faible capacité, une analyse plus approfondie est nécessaire pour déterminer sa fréquence et sa gravité. Avant l'analyse systématique des causes racinaires, démontez et inspectez les cellules de faible capacité complètement chargées. Si aucune anomalie n'est trouvée, les causes potentielles peuvent inclure un poids de revêtement d'électrode positif insuffisant ou une marge de conception inadéquate. Si des défauts sont détectés, des problèmes de conception ou de fabrication doivent être pris en compte.
Analyse des causes profondes: perspectives de conception et de fabrication
I. Facteurs liés à la conception
1. Compatibilité des matériaux
La compatibilité entre l'électrode négative et l'électrolyte a un impact de manière critique. Pour les matériaux ou électrolytes d'anodes nouvellement introduits, le placage de lithium répété observé lors des tests indique fortement la décalage des matériaux. Les mécanismes de décalage potentiel comprennent:
① La couche SEI mal formée, trop épaisse ou instable pendant la formation.
② PC (carbonate de propylène) dans l'électrolyte provoquant une exfoliation du graphite.
③ La densité excessive de l'électrode conçue de la densité / compactage entrave la capacité de charge / décharge à taux élevé.
2. Marge de conception de la capacité
Capacité spécifique à l'électrode positive: La conception doit tenir compte des tolérances de revêtement, des erreurs d'équipement de formation et de la perte de capacité de l'adhésion TAB. Pour les nouveaux matériaux, évaluez avec précision la capacité spécifique réalisable dans le système donné (appariement anode / électrolyte). Notez que la capacité spécifique varie avec le taux de formation, le courant de coupure de charge, les taux de cyclisme et la formulation d'électrolyte. La surestimation de la capacité d'électrode positive entraîne des valeurs de conception gonflées et des cellules réelles à faible capacité.
Électrode négative excès et valeur CB: la charge d'électrode négative excessive améliore initialement l'utilisation positive des électrodes de 1 à 2% mais au-delà des niveaux optimaux, la consommation excessive de lithium irréversible pendant la formation de SEI réduit la capacité de décharge du premier cycle.
3. Remplissage et rétention d'électrolyte
Le remplissage d'électrolyte insuffisant réduit l'efficacité d'intercalation / détercalation au lithium-ion. Les cellules avec rétention d'électrolyte inadéquate présentent des électrodes sèches et un mince placage au lithium sur la surface de l'anode, contribuant directement à la perte de capacité.
Ii Facteurs liés à la fabrication
1. Évaluation de la densité surfacturée du revêtement
Le revêtement en sous-pondération des électrodes positifs / négatifs provoque directement une faible capacité. Pour les électrodes positives, confirmez le poids du revêtement via une analyse gravimétrique post-séchage. L'épaisseur de revêtement non uniforme («revêtement yin-yang»), en particulier le sous-paysage des électrodes négatives, est un autre contributeur. La surclassement des électrodes positives peut réduire la capacité spécifique mais augmente souvent la capacité totale.
2. Sur-compaction pendant le calendrier
La surexploitation dommage la structure des matériaux actifs, mis en évidence par les surfaces d'électrodes brillantes. Chez les cathodes, cela perturbe la désintercalation du lithium; Dans les anodes, il induit un placage de lithium de surface et une décoloration de la capacité.
3. Tolérances d'assemblage
Un mauvais alignement d'électrode, des rides séparateurs ou des micro-courtes internes augmentent l'impédance locale et la capacité de dégradation. Les séparateurs ridés provoquent une intercalation incomplète de lithium (apparence anode non golden) dans les régions affectées.
4. Contrôle de la teneur en humidité
Des niveaux d'humidité élevés (des électrodes, des électrolytes, des procédés de rosée de boîte de gants incorrects ou des processus dégazés) déclenchent des réactions latérales et la perte de capacité.
5. Contrôles environnementaux
Une humidité élevée accélère les réactions d'hydrolyse, tandis que les faibles températures entravent la diffusion du lithium-ion, toutes deux réducteurs. Les écarts de température de formation affectent également la précision de la mesure de la capacité.
6. Autres facteurs
Contamination étrangère: les impuretés métalliques / magnétiques augmentent l'auto-décharge, conduisant à une basse capacité apparente après la formation.
Stockage de préformation: stockage prolongé sous haute température / humidité dégrade les électrodes et les électrolytes, provoquant une perte de capacité.
� �. Conclusion
En étudiant systématiquement ces facteurs, en fonction de la compatibilité des matériaux et des marges de conception aux contrôles de processus et aux conditions environnementales - la cause profonde de faible capacité peut être identifiée et traitée efficacement.
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