קיבולת תאים נמוכה היא שיקול דעת אינטואיטיבי המבוסס על השוואה בין יכולת הפריקה שלאחר ההרכבה עם הערך התכנון. אם הקיבולת הנמדדת נופלת מתחת למפרט התכנון, השלב הראשון הוא לוודא אם פרמטרי תהליך ההיווצרות מוגדרים כראוי (למשל, זרם פריקה, משך טעינה, מתח ניתוק וטמפרטורת היווצרות).
① אם אושרו שלבי ההיווצרות נכונים, בדקו מחדש את התא באמצעות ציוד או ערוצים אלטרנטיביים כדי לשלול בעיות פוטנציאליות במערכת ההיווצרות.
② אם הקיבולת נשארת תקינה לאחר החלפת ציוד, ציוד ההיווצרות המקורי לקוי.
③ אם סוגיית הקיבולת הנמוכה נמשכת לאחר בדיקה חוזרת, התאמה התא מפגינה קיבולת נמוכה אמיתית.
לאחר אישור קיבולת נמוכה, נדרש ניתוח נוסף כדי לקבוע את תדירותו וחומרתו. לפני ניתוח סיבות שורש שיטתית, פירוק ובדוק את התאים הטעונים בעלי קיבולת נמוכה לחלוטין. אם לא נמצאו חריגות, גורמים פוטנציאליים עשויים לכלול מספיק משקל ציפוי אלקטרודה חיובי או שולי תכנון לא מספקים. אם מתגלים פגמים, יש לקחת בחשבון בעיות בעיצוב או לייצור.
ניתוח סיבת שורש: פרספקטיבות תכנון וייצור
I. גורמים הקשורים לתכנון
1. תאימות חומר
התאימות בין האלקטרודה השלילית לאלקטרוליט משפיעה באופן ביקורתי על קיבולת. עבור חומרי אנודה או אלקטרוליטים חדשים שהוצגו לאחרונה, ציפוי ליתיום חוזר ונשנה שנצפה במהלך הבדיקה מעיד מאוד על אי התאמה של חומרים. מנגנוני אי התאמה פוטנציאליים כוללים:
① שכבת SEI נוצרת בצורה לא טובה, עבה מדי או לא יציבה במהלך היווצרות.
② PC (פרופילן פחמתי) באלקטרוליט הגורם לפילינג גרפיט.
③ אלקטרודה מעוצבת מוגזמת צפיפות שטחית/צפיפות דחיסה מעכבת יכולת מטען/פריקה בקצב גבוה.
2. מרווח עיצוב קיבולת
קיבולת ספציפית לאלקטרודה חיובית: תכנון חייב להסביר סובלנות לציפוי, שגיאות ציוד היווצרות ואובדן קיבולת מהידבקות הכרטיסיות. עבור חומרים חדשים, הערך במדויק את היכולת הספציפית בר השגה תחת המערכת הנתונה (זיווג אנודה/אלקטרוליטים). שימו לב כי קיבולת ספציפית משתנה עם קצב היווצרות, זרם ניתוק מטען, שיעורי אופניים וניסוח אלקטרוליטים. הערכת יתר של יכולת אלקטרודה חיובית מובילה לערכי תכנון מנופחים ולתאים בעלי קיבולת נמוכה בפועל.
עודף אלקטרודה שלילית וערך CB: העמסת אלקטרודות שלילית מוגזמת משפרת תחילה את השימוש באלקטרודה חיובית ב- 1-2%, אך מעבר לרמות אופטימליות, צריכת ליתיום בלתי הפיכה מוגזמת במהלך היווצרות SEI מפחיתה את יכולת הפריקה של המחזור הראשון.
3. מילוי ושימור אלקטרוליטים
מילוי אלקטרוליט לא מספיק מפחית את היעילות בין ליתיום-יון/יעילות דיטרקלציה. תאים עם שמירת אלקטרוליטים לא מספקת מראים אלקטרודות יבשות וציפוי ליתיום דק על פני האנודה, ותורמים ישירות לאובדן קיבולת.
II. גורמים הקשורים לייצור
1. ציפוי סטיית צפיפות שטחית
ציפוי תת משקל של אלקטרודות חיוביות/שליליות גורם ישירות לקיבולת נמוכה. עבור אלקטרודות חיוביות, אשר את משקל הציפוי באמצעות ניתוח גרבימטרי לאחר ייבוש. עובי ציפוי לא אחיד ("ציפוי יין-יאנג"), במיוחד ציפוי אלקטרודה שלילי, הוא תורם נוסף. ציפוי יתר של אלקטרודות חיוביות עשוי להוריד את הקיבולת הספציפית אך לעיתים קרובות מגדיל את הקיבולת הכוללת.
2. תערובת יתר במהלך היומנות
פוגעת במבנה חומר פעיל, המעידים על ידי משטחי אלקטרודה מבריקים. בקתודות זה משבש את ליתיום דה -אינטרקסלציה; באנודות זה גורם לציפוי ליתיום פני השטח ויכולת היכולת.
3. סובלנות להרכבה
יישור אלקטרודה לקוי, קמטי מפריד או חסרי מיקרו פנימיים מגבירים את עכבה מקומית ויכולת השפלה. מפרידים מקומטים גורמים לשלום שלם של ליתיום (מראה אנודה שאינו זהב) באזורים מושפעים.
4. בקרת תכולת לחות
רמות לחות גבוהות (מאלקטרודות, אלקטרוליט, נקודת טל כפפות לא תקינה או תהליכי גזז) מפעילים תגובות לוואי ואובדן קיבולת.
5. בקרות סביבתיות
לחות גבוהה מאיצה את תגובות ההידרוליזה, ואילו טמפרטורות נמוכות מכוונות דיפוזיה ליתיום-יון, שניהם מצמצמים את יכולת הצמצום. סטיות טמפרטורת היווצרות משפיעות גם על דיוק מדידת הקיבולת.
6. גורמים אחרים
זיהום זר: זיהומים מתכתיים/מגנטיים מגבירים את הפריקה העצמית, מה שמוביל לכאורה בעלת הקימוני הנמוך לאחר הקמה.
אחסון לפני ההרכבה: אחסון ממושך תחת טמפרטורה/לחות גבוה משפיל אלקטרודות ואלקטרוליטים, וגורם לאובדן יכולת.
Ⅲ. מַסְקָנָה
על ידי בדיקה שיטתית של גורמים אלה--תאימות חומרים ושולי תכנון לעיבוד בקרות ותנאים סביבתיים-ניתן לזהות ולטפל ביעילות הגורם השורש לקיבולת נמוכה.
TOB אנרגיה חדשהמספק מתקדםבודק סוללההעצמה מהנדסים וחוקרים לפתוח תובנות מקיפות לגבי ביצועי הסוללה באמצעות מדידות מדויקות וניסויים מבוקרים. לכמת יכולות אחסון אנרגיה עם דיוק בדרגה במעבדה באמצעות מנתחי קיבולת הסוללה שלנו.
