свяжитесь с нами

Исследование корреляции между производительностью сжатия батареи и SOC и СОХ

С быстрым развитием электромобилей доля электромобилей на дорогах также увеличивается. Обеспечивая удобство для людей, неизбежно возникает множество угроз безопасности. Среди них дорожно-транспортные происшествия являются проблемами безопасности, на которых необходимо сосредоточиться. Литий-ионные аккумуляторы — это накопители энергии для электромобилей, хранящие огромное количество энергии. Несмотря на то, что литий-ионный аккумулятор установлен на шасси автомобиля в положении, которое нелегко деформировать, после удара он может повредить аккумулятор и вызвать короткое замыкание, в конечном итоге привести к возгоранию или даже взрыв, создающий большую угрозу жизни людей и сохранности имущества. Поэтому необходимо четко и точно понимать и систематически изучать механические свойства литий-ионных аккумуляторов,

 

Испытание механических характеристик литий-ионных аккумуляторов является важным средством изучения их различных механических свойств, и содержание исследования обычно реализуется в нескольких масштабах, в основном сочетая иерархические маршруты микроскопического масштаба, мезоскопического масштаба, макро-единого масштаба и макро-системного масштаба. . Рисунок 1 представляет собой схематическую диаграмму нескольких шкал литий-ионной батареи, каждая шкала относительно независима и напрямую зависит от нее. С точки зрения литий-ионного аккумулятора, это в основном герметичный сложный корпус, состоящий из катодных и анодных листов, диафрагмы, электролита, алюминиево-пластиковой пленки или стальной оболочки. Каждый компонент имеет разные механические свойства, и с циклами зарядки и разрядки и старением состояние его внутренних компонентов постоянно меняется. В этой статье, система анализа набухания на месте ИЭСТ используется для контроля давления батареи и деформации толщины путем связывания параметров SOC и СОХ отдельной батареи, корреляционная оценка производительности сжатия батареи обеспечивает возможный метод для изучения механические свойства литий-ионных аккумуляторов в различных состояниях. Фактический показатель эффективности сжатия, измеренный этим методом, также можно использовать в качестве эффективных теоретических вспомогательных данных для моделирования батареи.

 

1. Экспериментальное оборудование и методы испытаний


1.1 Экспериментальное оборудование


Анализатор набухания на месте, модель SWE2110 (ИЭСТ), как показано на рисунке ниже:

Lithium battery testing equipment

 

Рисунок 2. Внешний вид оборудования SWE2110

 

1.2 Информация об испытаниях и процесс


1.2.1 Информация о батарее показана в таблице 1.


Таблица 1. Информация о тестовом аккумуляторе


Lithium battery material analysis

 

1.2.2 Процесс зарядки и разрядки


lithium battery tester

 

1.2.3 Экспериментальный процесс: BТест модуля сжатия батареи: поместите тестируемую батарею в соответствующий канал SWE2110, откройте программное обеспечение СКУЧАТЬ, установите процесс контроля давления, частоту дискретизации, процесс зарядки и разрядки и т. д., программное обеспечение автоматически считывает толщину батареи, изменение толщины, Тестовая температура, ток, напряжение, емкость и другие данные.

 

2. Экспериментальные результаты и анализ


Анализатор набухания на месте (SWE2110) включает режим испытания на сжатие (установившийся режим) и устанавливает метод регулировки давления, как показано на рисунке 3 (а): начальное давление составляет 10 кг, шаг повышения давления составляет 100 кг, и каждое давление поддерживается в течение 10 с до 1000 кг, а затем сбросьте давление, шаг сброса давления составляет 100 кг, и каждое давление поддерживается в течение 10 с, пока эксперимент не будет завершен при 10 кг. Выберите три новые батареи, отрегулируйте различные состояния SOC (0%, 50%, 100%) и отрегулируйте давление в соответствии с рисунком 3 (а), чтобы провести эксперименты по устойчивому сжатию на трех батареях. Результаты показаны на рис. 3(b): на этапе повышения давления, по мере того как давление продолжало расти, толщина батареи непрерывно сжималась; на этапе разгерметизации, так как давление продолжало снижаться, толщина батареи продолжала увеличиваться. При этом было установлено, что степень сжатия аккумулятора различна в разных состояниях.

 

По мере увеличения SOC батарея легче сжимается. Это может быть связано с непостоянством и неоднородностью характеристик положительных и отрицательных активных материалов в различных состояниях интеркаляции лития. Внутренняя часть электрода батареи также будет меняться в зависимости от SOC. Например, у графитовых электродов при внедрении разного количества лития решетка графита расширяется на 10 % по оси с, а графит часто располагается параллельно токосъемнику, поэтому графитовые электроды в основном расширяются и сужаются по толщине направление. Это изменение объема, в свою очередь, заставляет микроскопические частицы и поры слегка деформироваться и переупорядочивать друг друга во время (де)литирования, влияя на перенос ионов и электронов, в результате чего происходит неоднородность SOC и изменение объема в направлении толщины, и даже верхний электрод сжимается, а нижний электрод расширяется на поверхности электрода. Кроме того, модуль упругости, коэффициент Пуассона и плотность графита и материалов LCO будут изменяться в зависимости от количества интеркаляции лития, что приводит к различным механическим свойствам.

 

При этом аккумулятор заряжается и разряжается с высокой скоростью. На основе начальной емкости, когда емкость батареи падает до 85 % от начальной емкости, состояние работоспособности батареи устанавливается на 85 % СОХ. Точно так же, когда емкость составляет 80%, состояние работоспособности батареи составляет 80% СОХ. Сравнивая рисунок 3(b) (c) (d), можно обнаружить, что при разных условиях СОХ степень сжатия разных аккумуляторов SOC различна. Это показывает, что модуль сжатия батареи связан не только с SOC, но и с состоянием СОХ батареи. А по мере старения аккумулятора (в данном эксперименте скорость старения заряда и разряда была увеличена) влияющие факторы СЗ имеют тенденцию к постепенному ослаблению. Во время циклического старения производительность батареи продолжает снижаться из-за различных механических и химических процессов. Механизмы деградации элемента батареи включают коррозию токосъемника, морфологические изменения активных материалов, разложение электролита, образование поверхностного слоя твердого электролита (СЭИ) и растворение материала. Кроме того, механическое повреждение батареи также может ускорить химическую деградацию, как, например, в этом процессе интеркаляции, когда изменение объема вызывает значительное напряжение внутри частиц, что приводит к механическим повреждениям, таким как измельчение или растрескивание активного материала. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов. морфологические изменения активных материалов, разложение электролита, образование поверхностного слоя твердого электролита (СЭИ) и растворение материала. Кроме того, механическое повреждение батареи также может ускорить химическую деградацию, как, например, в этом процессе интеркаляции, когда изменение объема вызывает значительное напряжение внутри частиц, что приводит к механическим повреждениям, таким как измельчение или растрескивание активного материала. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов. морфологические изменения активных материалов, разложение электролита, образование поверхностного слоя твердого электролита (СЭИ) и растворение материала. Кроме того, механическое повреждение батареи также может ускорить химическую деградацию, как, например, в этом процессе интеркаляции, когда изменение объема вызывает значительное напряжение внутри частиц, что приводит к механическим повреждениям, таким как измельчение или растрескивание активного материала. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов. механическое повреждение батареи также может ускорить химическую деградацию, например, в этом процессе интеркаляции, когда изменение объема вызывает значительное напряжение внутри частиц, что приводит к механическим повреждениям, таким как измельчение или растрескивание и разрушение активного материала. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов. механическое повреждение батареи также может ускорить химическую деградацию, например, в этом процессе интеркаляции, когда изменение объема вызывает значительное напряжение внутри частиц, что приводит к механическим повреждениям, таким как измельчение или растрескивание и разрушение активного материала. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов. Эти трещины создают новые поверхности на частицах, которые затем подвергаются воздействию электролита, что приводит к образованию дополнительного слоя СЭИ и снижению емкости. Эти условия затухания также влияют на процесс набухания и сжатия электродов.

Lithium battery testing equipment


Рис. 3. (а) Режим регулирования давления (б) (в) (г) Кривые модуля сжатия аккумуляторов при различных СОХ

 

Кроме того, в одном и том же состоянии SOC сравниваются характеристики сжатия батареи при разных СОХ. Зависимость между модулем сжатия батареи и СОХ показана на рисунке 4: по мере уменьшения СОХ максимальная деформация увеличивается, модуль сжатия уменьшается, а также увеличивается необратимая деформация, как показано в таблице 2. Это может быть связано с непрерывным быстрое литирование/делитирование положительных и отрицательных активных материалов при быстром старении батареи не только вызывает структурные изменения, фрагментацию и растворение активного материала, но также сопровождается различными побочными реакциями, приводящими к СЭИ рост пленки, осаждение лития на отрицательном электроде и выделение газа из аккумуляторной батареи.

 

Фрагментация активного материала, рост пленки СЭИ и осаждение лития увеличивают необратимую деформацию батареи, а поскольку модуль сжатия пленки СЭИ и литиевых дендритов намного меньше, чем у катода и анода, максимальная деформация сжатия батареи после старение значительно увеличивается. Кроме того, образование побочного реакционного газа также изменит плотность контакта катодной и анодной пластин, что повлияет на характеристики сжатия батареи. Короче говоря, модуль сжатия батареи тесно связан с СОХ батареи.


Lithium battery material analysis

 

Рис. 4. Кривая необратимого изменения толщины батареи

 

Таблица 2. Сводная информация о производительности сжатия батареи


lithium battery tester

 

3. Резюме


В этой статье анализатор набухания на месте (Швеция) ИЭСТ используется для анализа корреляции между эффективностью сжатия тройной / графитовой батареи и SOC и СОХ. Эксперименты показывают, что характеристики сжатия батареи не являются постоянными, а меняются в зависимости от таких факторов, как SOC и СОХ. Соответствующая корреляция может разрабатывать более надежные продукты для соответствующих технических специалистов, предоставлять больше реальных данных для техников-симуляторов и улучшать эффект моделирования.



Получить последнюю цену? Мы ответим как можно скорее (в течение 12 часов)
MENU
Продукты Тестирование проводимости материала/уплотненной плотности Система измерения удельного сопротивления порошка и плотности уплотнения Тестер удельного сопротивления аккумуляторной суспензии Тестер удельного сопротивления аккумуляторных электродов Система для испытаний твердотельных электролитов Система измерения плотности уплотнения порошка Испытание батареи на набухание на месте Модель системы набухания монетовидных ячеек Тестер набухания клеток на месте Система измерения распределения давления аккумуляторной батареи Многоканальный тестер набухания на месте Система быстрого скрининга набухания анода на основе кремния на месте Испытание на газовыделение батареи на месте Тестер монитора объема газообразования в ячейке на месте Характеристика смачивания электролитом Система измерения электролитного смачивания Быстрый осмотр ячейки Автоматический тестер внутреннего сопротивления напряжения Тестирование производственной линии Система мокрого вибрационного грохота для порошка Интегрированное испытательное оборудование электродов новости Новости отрасли Новости компании случай Система измерения удельного сопротивления порошка и плотности уплотнения Анализатор удельного сопротивления аккумуляторной суспензии Прибор для измерения удельного сопротивления аккумуляторного электрода Анализатор объема газовыделения в ячейке В -Ситу Анализатор набухания клеток на месте Система для испытаний твердых электролитов Автоматический тестер сопротивления напряжению Модель системы набухания монетовидных ячеек Система быстрого скрининга на месте набухания анода на основе кремния Система тестирования набухания аккумуляторов на месте Система тестирования смачиваемости электролита Заводское шоу Расширенная лаборатория Производственный завод свяжитесь с нами О нас Сертификаты Часто задаваемые вопросы