Lab Lithium-ion Battery In-Situ Cell Swelling Analyzer untuk R&D Baterai

Perilaku pembengkakan baterai lithium ion (LIB)

Selama proses pengisian dan pengosongan baterai lithium-ion, saat ion lithium dimasukkan dan diekstrak dalam elektroda negatif, sel akan mengembang dan berkontraksi;

Idealnya, penyisipan dan ekstraksi ion litium bersifat reversibel, namun dalam proses siklus sebenarnya, akan selalu ada bagian litium yang tidak dapat diekstraksi dari elektroda negatif atau endapan pada permukaan anoda sebagai produk sampingan yang tidak larut selama siklus, mengakibatkan swe ireversibel II sel baterai

Atau akibat lain yang lebih serius, seperti deformasi sel baterai, fragmentasi partikel material, pecahnya film SEI, dan konsumsi elektrolit. Perilaku pembengkakan baterai telah menjadi indikator penting untuk menilai keandalan baterai. Selama proses produksi, ukuran partikel, struktur pengikat dan potongan tiang dari bahan elektroda negatif harus dioptimalkan terlebih dahulu.

Rasio pembengkakan teoretis bahan anoda kepadatan energi tinggi generasi berikutnya, seperti silikon dan logam litium, jauh lebih besar daripada bahan anoda grafit. Oleh karena itu, evaluasi perilaku pembengkakan sel baterai yang akurat dan efektif dapat secara efektif memandu desain pemasangan modul sel baterai untuk memastikan keamanan dengan alasan meningkatkan pemanfaatan ruang modul;

Di sisi lain, SWE dapat secara akurat menentukan jendela SOC lithium sel baterai di bawah pembesaran yang berbeda, teknologi pengisian cepat untuk sel baterai, membantu insinyur desain sel untuk mengembangkan teknologi pengisian cepat dan mengoptimalkan strategi pengisian.

Perilaku pembengkakan baterai lithium ion (LIB)

Bongkar dif f erent—kondisikan sel dan ukur ketebalan sel dan elektroda dengan mikrometer;

Penghakiman jendela pelapisan Li: Melalui pembongkaran sel bermuatan penuh untuk menilai presipitasi litium pada permukaan elektroda fa ce dengan inspeksi visual;

Tes Merusak ： Ini adalah tes destruktif yang memakan sel, dan ada risiko keamanan yang lebih tinggi dan biaya operasi yang lebih tinggi karena diperlukan lingkungan yang kering dan orang-orang profesional;

Non-in site Test: Hanya data ketebalan pada beberapa kondisi spesifik yang dapat diperoleh, perilaku pembengkakan sel tidak dapat dijelaskan secara sistemik;

Penyimpangan Besar untuk penilaian jendela pelapisan Li: Tidak setiap SOC pelapisan lithium dan potensi pada tingkat yang berbeda dapat terjadi terukur.

*Sebagian data berasal dari mitra, dan hak cipta menjadi milik pihak terkait. Itu tidak dapat direproduksi atau digunakan tanpa persetujuan.

Perilaku pembengkakan baterai lithium ion (LIB)

Sistem analisis pembengkakan in situ ： dengan platform otomatis yang sangat stabil dan andal, dilengkapi dengan sensor pengukur ketebalan dan sensor mekanis presisi tinggi, dapat mencapai stabilitas jangka panjang dan deteksi akurat ketebalan sel dan kekuatan pembengkakan untuk mewujudkan evaluasi kinerja dalam kondisi yang berbeda.

Mode uji multi-fungsi: mode uji tekanan konstan dan celah konstan dapat direalisasikan untuk sel, dan kinerja sel di bawah kondisi tekanan yang berbeda dapat dievaluasi.

Kontrol presisi tinggi: deformasi ~ 70um akan dihasilkan oleh uji celah konstan sel oleh penjepit tradisional, yang mengarah pada uji gaya pembengkakan yang tidak akurat. Sistem analisis pembengkakan in-situ SWE dapat mengontrol perubahan celah dalam ~ lum dengan modulasi aktif, dan mendapatkan perubahan gaya pembengkakan sel yang akurat selama pengujian.

Perangkat lunak

Aplikasi

* Dikembangkan dengan CATL, perusahaan baterai berdaya tinggi dan disahkan secara eksklusif untuk paten.

Aplikasi kasus-evaluasi material

1. Analisis perilaku pembengkakan bahan anoda yang berbeda

2.Analisis perilaku pembengkakan pengikat yang berbeda

* Dua jenis baterai bahan anoda dengan desain dan kapasitas yang sama, di mana pembengkakan muatan penuh dan ketebalan pembengkakan ireversibel B secara signifikan lebih besar daripada baterai A t yang dapat digunakan untuk menyaring dan mengevaluasi bahan anoda baterai dengan persyaratan pembengkakan;

* Perbedaan pembengkakan dari tiga sel bahan anoda yang berbeda dapat digunakan untuk mempelajari mekanisme proses pembengkakan bahan anoda in-situ selama pengisian dan pengosongan.

2.Analisis perilaku pembengkakan pengikat yang berbeda

Perbandingan pembengkakan empat baterai bahan Binder yang berbeda, tingkat pembengkakan yang tidak dapat diubah adalah sama, perbedaan utama terletak pada ketebalan pembengkakan muatan penuh siklus tunggal, Binder C memiliki efek penekan pembengkakan terbaik dan dapat digunakan untuk evaluasi dan penyaringan bahan Binder yang berbeda.

Analisis pelapisan Li
1. Penilaian jendela pelapisan Li yang tidak merusak

Dibandingkan dengan kurva penyisipan li normal, kurva pembengkakan pelapisan Li mencapai titik belok ketika mencapai tegangan pelapisan li, sesuai dengan tingkat pelapisan li yang akurat, tegangan dan jendela S·O·C akan diperoleh.

2.Aplikasi biaya langkah

Tegangan analisis lithium kuantitatif dan jendela SOC dari tingkat analisis lithium tertentu dapat secara efektif memandu teknologi pengisian cepat kaskade, dan mewujudkan pengisian cepat yang aman melalui skema pengisian daya.

Aplikasi struktur sel

* Dua model digunakan untuk mengevaluasi pembengkakan sel anoda yang berbeda, dan hukum perbandingan pada dasarnya sama dengan A> K> B.

* Karena kedua sisi lilitan terikat, tegangan crimping yang disebabkan oleh pembengkakan lateral terakumulasi di tengah, sehingga ketebalan meningkat seiring dengan siklus, dan keempat sisi laminasi tidak terikat, sehingga tegangan crimp dari kelompok Sepotong tiang dengan pembengkakan lateral yang lebih besar dilepaskan selama siklus, dan ketebalannya berkurang seiring dengan siklus. (Anoda satu sisi).

* Pembengkakan In-situ dapat digunakan untuk menganalisis secara mendalam pengaruh proses terhadap stres dan regangan.

Kondisi proses

1. Kondisi tekanan yang berbeda

Baterai NCM523/grafit (3446106, kapasitas teoretis 2400mAh)

Kondisi tekanan konstan yang berbeda (50N /5 00N/1000N)

Meningkatkan tekanan dengan benar dapat mengurangi rasio pembengkakan baterai yang tidak dapat diubah;

Selama proses pengisian, dua titik belok kurva pembengkakan sesuai dengan dua puncak kurva kapasitas diferensial, yang menunjukkan bahwa pembengkakan baterai terkait dengan transisi fase deinterkalasi litium.

2. Kondisi suhu yang berbeda

Baterai NCM523/grafit (3446106, kapasitas teoretis 2400mAh)

Kondisi suhu yang berbeda (0*C, 25°C, 45P, 60,C)

Ketika suhu naik dari suhu kamar 25° C menjadi 45° C dan 60 ° C, dan ketika suhu turun dari suhu kamar ke 0 ° C, pembengkakan sel yang tidak dapat diubah meningkat. Namun, penyebab pembengkakan ireversibel mungkin berbeda pada suhu tinggi dan kondisi suhu rendah.

3. Kondisi stres yang berbeda

Baterai NCM523/grafit (3446106, kapasitas teoretis 2400mAh)

Dalam kisaran 5000N, dengan meningkatnya tegangan, tegangan pembengkakan sel meningkat secara bertahap, yang mengarah pada peningkatan polarisasi sel dan penurunan kinerja dinamis. Oleh karena itu, kita harus memperhatikan pengaruh tegangan awal pada desain cell packing.

4.Ketebalan dan tekanan berubah selama pelepasan muatan

Baterai LCO/grafit (kapasitas teoretis 2500mAh)

Uji di bawah tekanan konstan dan mode celah konstan

Penganalisis pembengkakan dalam setelan (SWE) digunakan untuk memantau perubahan ketebalan pembengkakan dan kekuatan pembengkakan sel fleksibel dalam tekanan konstan dan mode celah konstan. Ditemukan bahwa kurva ketebalan pengembangan dan gaya pengembangan terkait dengan transisi fase struktural selama proses pelepasan muatan. Metode in-suit analysis ini dapat digunakan oleh peneliti litium untuk menganalisis perilaku pembengkakan sel dengan sistem dan proses produksi yang berbeda, sehingga dapat merancang sel dengan kinerja yang lebih baik.

*Sebagian data berasal dari mitra, dan hak cipta menjadi milik pihak terkait. Itu tidak dapat direproduksi atau digunakan tanpa persetujuan.

Parameter dan persyaratan instalasi