Dealbhadh agus saothrachadh bataraidhean lithium-ion

Bunait dealbhaidh bataraidhean lithium-ion

Prionnsabalan dealbhaidh bunaiteach

Feumaidh dealbhadh bataraidh a bhith stèidhichte air feumalachdan sònraichte an inneal dealain agus feartan anbataraidhfein. An toiseach, feumar mìneachadh soilleir a dhèanamh air paramadairean teignigeach gach co-phàirt, a’ toirt a-steach electrodes, electrolyte, separator, agus casing. A bharrachd air an sin, feumar paramadairean a’ phròiseas saothrachaidh atharrachadh gu mionaideach gus dèanamh cinnteach gu bheil am pasgan bataraidh deireannach a’ coinneachadh ris na sònrachaidhean ro-shuidhichte agus na comharran coileanaidh (leithid bholtadh, comas, agus tomhas-lìonaidh). Tha dealbhadh reusanta agus èifeachdach deatamach airson coileanadh a’ bhataraidh a leasachadh ann an cleachdadh fìor; mar sin, tha e gu sònraichte cudromach a bhith a’ leantainn an fhuasglaidh as fheàrr tron ​​phròiseas dealbhaidh.

Riatanasan dealbhaidh

Ann an dealbhadh bataraidh, tha e riatanach làn thuigse fhaighinn air riatanasan sònraichte an inneal targaid airson paramadairean coileanadh bataraidh agus an àrainneachd obrachaidh aige. San fharsaingeachd, bu chòir beachdachadh air na prìomh nithean a leanas:

Bithear a’ cleachdadh bataraidhean lithium-ion gu farsaing air sgàth cho math ‘s a tha iad. Ach, ann an cuid de thagraidhean, feumaidh iad coinneachadh ri raon de riatanasan a bharrachd, leithid a bhith a’ seasamh an aghaidh buillean is crith, atharrachadh gu fìor theodhachd, agus obrachadh ann an àrainneachdan le cuideam ìosal. Nuair a thathar a’ dealbhadh nan bataraidhean sin, a bharrachd air a bhith a’ beachdachadh air na feartan fiosaigeach bunaiteach sin, feumar beachdachadh gu h-iomlan air nithean leithid taghadh stuthan amh, prìomh nithean a’ dearbhadh feartan bataraidh, coileanadh iomlan, pròiseasan saothrachaidh, mion-sgrùdadh cosgais, agus teòthachd obrachaidh.

Prìomh chomharran airson measadh a dhèanamh air coileanadh bataraidhean cumhachd

1) Comas

Tha comas bataraidh a’ toirt iomradh air an ìre iomlan de dhealan a bheir bataraidh seachad fo chumhachan sgaoilidh sònraichte. Tha am bun-bheachd seo mar as trice air a chuir an cèill mar thoradh an latha an-diugh agus an ùine, agus mar as trice tha e air a thomhas ann an ampere -uairean (Ah). Bidh am paramadair seo a’ toirt buaidh dhìreach air an t-sruth obrachaidh as àirde a tha aig a’ bhataraidh agus fad an obrachaidh leantainneach.

2) Feartan sgaoilidh agus strì an taobh a-staigh

Tha feartan sgaoilidh a’ bhataraidh a’ nochdadh seasmhachd a bholtaids toraidh, an àrdchlàr bholtaids, agus a choileanadh àrd -an-dràsta fo chumhachan sònraichte. Tha iad sin nan comharran cudromach airson comas luchdan a’ bhataraidh a thomhas. A bharrachd air an sin, tha dà sheòrsa strì taobh a-staigh a ’bhataraidh: strì an aghaidh ohmic a-staigh agus strì an aghaidh polarization a-staigh. Tha buaidh shònraichte aig an dà sheòrsa seo de dh’ ionnsaigh bhon taobh a-staigh air coileanadh sgaoilidh iomlan rè sgaoileadh gnàthach àrd.

3) Raon Teòthachd Obrachaidh

Gus dèanamh cinnteach à obrachadh seasmhach uidheamachd dealain fo dhiofar shuidheachaidhean àrainneachd, feumaidh bataraidhean deagh choileanadh a chumail taobh a-staigh raon teòthachd sònraichte.

4) Coileanadh Stòraidh
Às deidh ùine stòraidh sònraichte, faodaidh coileanadh bataraidh atharrachadh air sgàth diofar fhactaran, a’ leantainn gu fèin-sgaoileadh, aodion electrolyte, cuairtean goirid, msaa, agus mar sin a’ toirt buaidh air a choileanadh.

5) Coileanadh Rothaireachd
Tha coileanadh baidhsagal a’ toirt iomradh air an àireamh de chuairtean cosgais a dh’ fhaodas bataraidh àrd-sgoile a sheasamh fo riaghailtean sgaoilidh sònraichte gus an tuit a choileanadh gu ìre ro-shuidhichte. Is e seo aon de na comharran cudromach airson measadh a dhèanamh air earbsachd bataraidh san fhad-ùine.

6) Feartan sàbhailteachd
Tha sàbhailteachd bataraidh air a nochdadh sa mhòr-chuid anns an ìre sàbhailteachd aige fo chumhachan cleachdaidh neo-àbhaisteach. Tha na cumhaichean cleachdaidh neo-àbhaisteach seo a’ toirt a-steach cus cosgais, cuairtean goirid, deuchainnean treòrachaidh ìnean, deuchainnean pronnadh, foillseachadh bogsa teth, buaidhean nithean troma, agus crith. 'S e comas a' bhataraidh seasamh ris na fìor shuidheachaidhean sin aon de na prìomh nithean ann a bhith a' dearbhadh dè cho freagarrach 's a tha e airson iarrtasan mòra.

Uidheam airson ullachadh agus comharrachadh stuthan electrode adhartach is àicheil

ullachadh

ullachadh

Tha stuthan electrode dearbhach agus àicheil nam prìomh phàirtean de bhataraidh lithium-ion, leithid eleactraidean dearbhach leithid LFePO4 no LiCoO2, agus eleactrothan àicheil leithid grafait no silicon/carbon. Feumaidh diofar stuthan diofar dhòighean ullachaidh. Bidh an roinn seo a’ cleachdadh stuthan electrode ternary adhartach mar eisimpleir gus an uidheamachd a tha a dhìth sa phròiseas ullachaidh a thoirt a-steach.

Caractar

Tha na prìomh stuthan de bataraidhean lithium-ion, leithid stuthan electrode dearbhach agus àicheil, uile nan stuthan gnìomh electrochemical a bheir buaidh mhòr air coileanadh electrochemical bataraidhean lithium-ion. Tha an ìre mhath mòran de chomharran teignigeach ri beachdachadh aig àm cinneasachadh agus leasachadh stuthan, a bharrachd air saothrachadh agus cleachdadh bataraidh, ach tha iad gu ìre mhòr a’ roinn ann an trì roinnean: is e a’ chiad roinn structar criostal an stuth agus microstructure; is e an dàrna roinn comharran fiosaigeach an stuth, a’ toirt a-steach cuairteachadh meud gràin, farsaingeachd uachdar sònraichte, dùmhlachd tap, agus co-dhèanamh eileamaideach (a’ toirt a-steach neo-chunbhalachd); agus is e an treas roinn feartan coileanaidh electrochemical an stuth, leithid comas, èifeachdas tùsail, agus bacadh electrochemical. Tha lorg agus comharrachadh diofar chomharran de phrìomh stuthan bataraidh lithium- air leth cudromach airson rannsachadh agus leasachadh stuthan, smachd toraidh, agus gealltanas càileachd.

Uidheam saothrachadh bataraidh lithium{0}}putan

Mar as trice bidh cealla coin, ris an canar cuideachd cealla putan no leth-cealla, a’ cleachdadh lithium metal mar an dealan àicheil agus stuth electrode dearbhach mar an dealan dearbhach; no lithium meatailt mar an electrode dearbhach agus stuth electrode àicheil mar an dealan àicheil. Tha a mheud beag, caitheamh stuthan ìosal ann an saothrachadh electrode, agus sùbailteachd àrd ga fhàgail na inneal cudromach airson leasachadh agus deuchainn stuthan gnìomhach airson bataraidhean lithium-.

Aig ìre saothrachaidh electrode, tha na stuthan agus na h-ath-bheachdan a tha a dhìth a’ toirt a-steach stuthan electrode adhartach is àicheil, riochdairean giùlain, luchd-ceangail, agus luchd-cruinneachaidh gnàthach. An toiseach, tha na stuthan gnìomhach electrode dearbhach agus àicheil, riochdairean giùlain, agus luchd-ceangail air an measgachadh gu co-ionnan ann an co-mheas sònraichte a ’cleachdadh bleith làimhe no homogenization meacanaigeach. An uairsin, tha an sioda a thig às a sin air a chòmhdach air an neach-cruinneachaidh gnàthach iomchaidh. Ann an còmhdach obair-lann, tha an dòigh còmhdach air a dhearbhadh a rèir na tha de shiodar. Airson slurries nas motha, thathar a 'cleachdadh inneal còmhdach beag (Figear (a)); airson sgoltagan nas lugha, thathas a’ cleachdadh inneal cruthachaidh film airson còmhdach làimhe (Figear (b)). Tha an electrod an uairsin air a thiormachadh ann an àmhainn tiormachaidh agus air a dhlùthadh le putadh rolair. Is e slicing am pròiseas airson an dealan a ghearradh gu ceart ann am pìosan cruinn. San fharsaingeachd, tha an rolair dealain air a chlampadh eadar pàipear cuideam agus air a chuir air inneal punching gus pìosan beaga dealain a chuir a-mach gu sgiobalta. Faodar trast-thomhas nam pìosan beaga electrode atharrachadh a rèir meud punching die an inneal punching.