Influência do processo de formação da bateria de fosfato de ferro-lítio em seu desempenho

A formação é um processo importante no processo de produção de baterias de lítio. Durante a formação, uma camada de passivação é formada na superfície do eletrodo negativo, ou seja, o filme de interface de eletrólito sólido (filme SEI). A qualidade do filme SEI afeta o ciclo de vida, estabilidade e As propriedades eletroquímicas, como autodescarga e segurança, atendem aos requisitos de&sem manutenção" para vedação da bateria secundária. No entanto, o filme SEI formado por diferentes processos de conversão química é diferente, e o impacto no desempenho da bateria também é muito diferente.

O método tradicional de pré-carregamento de baixa corrente ajuda a formar um filme SEI estável, mas o carregamento de baixa corrente de longo prazo aumentará a impedância do filme SEI formado, afetando assim o desempenho da taxa de descarga da bateria de íon de lítio, e o longo o tempo de processo afeta a eficiência da produção. Diferentes sistemas de bateria de lítio têm diferentes processos de formação. Este artigo analisa sistemas de baterias de fosfato de ferro e lítio.

O processo de formação do sistema de fosfato de ferro-lítio é geralmente selecionado da seguinte forma:

Corrente de carregamento 0,05C ~ 0,2C, tensão de corte 3,6 ~ 3,7V, corrente de corte de carregamento 0,025C ~ 0,05C, após ficar por um período de tempo (10-20min), 0,1 ~ 0,2C descarregado para 2,5V, em pé por um período de tempo (20 -60min). Sob diferentes mecanismos de carga e descarga, a diferença na corrente de carga afeta a formação e a qualidade do SEI, e o tempo de espera e a corrente de corte de carga afetam o tempo do processo de formação da bateria.

O processo de formação da bateria do sistema de fosfato de ferro-lítio precisa selecionar uma tensão de corte apropriada. A partir da estrutura de cristal do material, quando a tensão de carga é maior do que 3,7 V, a estrutura de rede do fosfato de ferro-lítio pode ser danificada, afetando assim o desempenho do ciclo da bateria. Os resultados do experimento de resistência interna parcial e a observação SEM da peça polar também provam que as seguintes conclusões estão corretas:

1. Abaixar apropriadamente a tensão de formação e reduzir o tempo de formação pode efetivamente reduzir a geração de precipitação de lítio na superfície do eletrodo negativo, de modo que uma superfície mais lisa do eletrodo negativo possa ser obtida. Isso ocorre porque quando a tensão de formação é alta, a taxa de produção de gás dentro da bateria é tão rápida que o gás dentro da bateria não pode ser descarregado a tempo, o que se deposita na superfície do diafragma, o que afeta o equilíbrio de contato entre o diafragma e o eletrodo negativo. No processo de extração de íons de lítio, o desequilíbrio do contato entre os dois causa a inserção excessiva de íons de lítio em algumas áreas, fazendo com que a superfície do eletrodo negativo fique irregular e, finalmente, afetando o desempenho da bateria.

2. Após o teste de resistência interna da bateria após a formação, verifica-se que reduzir adequadamente a tensão de formação e reduzir o tempo de formação pode reduzir a resistência interna da bateria. A alta resistência interna causada pela alta tensão de conversão química também está relacionada à superfície irregular do eletrodo negativo e à formação de manchas brancas. Como os pontos brancos são compostos de lítio, a condutividade elétrica é fraca, então a resistência interna da bateria' é muito grande.

3. A redução apropriada da tensão de formação no projeto do processo de formação pode aumentar a capacidade de primeira carga e descarga da bateria e melhorar o desempenho do ciclo da bateria. Tensão de formação muito alta é fácil de causar a deposição de lítio e seus compostos na superfície do eletrodo negativo, o que aumenta a capacidade irreversível da bateria, o que inevitavelmente afetará a capacidade da bateria. Devido à existência de lítio e seus compostos, a capacidade da bateria diminuirá durante o ciclo de carga e descarga. Rápido, afetando a vida útil da bateria.