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Verhalten bei der Vergasung von Lithium-Ionen-Akkus
Bildung Gasproduktion:
Der Entstehungsprozess von Lithium-Ionen-Batterien wird von einer großen Menge an Gasförderung begleitet, die eng mit dem chemischen System der Zelle, Anoden- und Kathodenmaterialien, Elektrolytkomponenten und den Entstehungsbedingungen verbunden ist;
Die Entstehungsbedingungen (wie Strom, Abschaltspannung, Temperatur, Druck usw.) beeinflussen die Zeit des Entstehungsschritts. Eine effektive Verkürzung des Entstehungszyklus kann die Produktionseffizienz der Batterie des Unternehmens erheblich verbessern;
Derzeit stützen sich Unternehmen bei der Festlegung des Entstehungsprozesses und der Bedingungen grundsätzlich auf empirische Urteile und fehlen wissenschaftliche und wirksame Mittel und Grundlagen zur Verbesserung der Ausbildungsbedingungen;
Gasförderung bei Überladung:
Das Risiko einer Überladung ist ein sehr wichtiges Sicherheitsproblem bei der tatsächlichen Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien;
Lithium-Ionen-Batterien haben während des Überladevorgangs ernsthafte Nebenreaktionen, und sie werden oft von einer großen Menge an Gas-Erzeugung begleitet, die das Volumen oder den internen Druck der Batterie schnell erhöht, wodurch das Risiko eines thermischen Ausreißers erhöht wird;
Gasproduktion während der Lagerung oder des Zyklus:
Während der Langzeitlagerung oder des Zyklenwechsels werden Lithium-Ionen-Batterien langsam Nebenreaktionen unterzogen und produzieren Gas, insbesondere unter Hochtemperaturbedingungen, die eher auftreten. Dies ist ein sehr wichtiges Zuverlässigkeitsproblem für Lithium-Ionen-Batterien.
Funktionen des in-situ-Gasing-Volumenanalysators
GVM-Serie in-situ Gas Volume Analyzer nimmt hohe Genauigkeit mechanische Überwachungssystem, das in-situ Zellen " Volumenänderungen im gesamten Ladung-Entladung Prozess aufzeichnen kann, und erhalten Zellen "genaue Gasvolumen und Volumen Änderungsrate während jeder Phase.
*Effizienzsteigerung: Schnelles Bewerten des Gasverhaltens von Zellen, Verkürzung der F&E-Zeit und Verbesserung der Effizienz;
*Kosten nach unten: Helfen Sie, Formationsprozess zu optimieren, die Produktionseffizienz zu verbessern und die Produktionskosten des Unternehmens zu verringern;
*Cell Design Optimization: Quantifizieren Sie das Gasvolumen und die Gasrate während des gesamten Entstehungsprozesses von cells1.
Durch die Kombination mit der drei-Elektroden-Analyse der Formationskurve kann die systemische Bewertung der Einflüsse verschiedener Designfaktoren auf die Zellbildung umgesetzt werden und durch eine Verbesserung der sei-Bildung zur Optimierung der Zellleistung beitragen.
*Zuverlässigkeit & Sicherheit Design: In situ Gasvolumen-Monitor kann auch studieren und analysieren das Gasverhalten während der Missbrauch Test von Überladung, Hochtemperaturzyklen und so weiter.
Herkömmliche Testmethode
Ex-Situ-Volumenmessung:
Die Methode des Verdrängungsvolumens wurde weit verbreitet, um das Volumen der Zellen nach der Begasung zu messen. Es ist einfach zu bedienen, aber nur begrenzte Informationen:
*Single Point Messung: Nicht in der Lage, die von Volumenänderung und Begasungsrate der cells9 gesamten Entstehungsprozess zu erfassen;
*nicht-in-situ-Messung: Leicht zu stören, durch externe Umgebung während des Transfer-Messvorgangs;
*Gewogen von General Balance: Keine Online-, langfristige, stabile und hochgenaue Messung möglich.
* hohe Zellverschwendung: Der Einfluss der Zellkonsistenz kann nicht beseitigt werden.
Interne Druckmessung
Die interne Druckmessung ist eine weitere weit verbreitete Methode, die die interne Druckänderung von Zellen überwacht, indem sie einen Drucksensor in die Zelle einführt. Diese Methode kann nur auf die prismatischen Zellen angewendet werden, und müssen spezielle Zellprobe vorbereiten, ist also auf Betrieb kompliziert und teuer.
Kreative Lösung
ln-Situ-Messung:
Mit einem selbst entwickelten hochpräzisen mechanischen Sensorsystem, das in der GVM-Serie in situ-Gasvolumen-Monitor installiert ist, können wir eine kontinuierliche langfristige und hochstabile Messung von Lithium-Ionen-Batterien Gasgasvergasungsprozess implementieren; hochgenaues ADC-Datenerfassungsmodul wird eingesetzt und mit der multifunktionalen in situ-Gasvolumen-Monitor-Software MISG koordiniert. Die Volumenänderungen während des Lade-Entladevorgangs von Lithium-Ionen-Batterie können in Echtzeit überwacht werden und stellen die Schwellung und Schrumpfung der Batterie online. Durch CAN-basierte Kommunikationsdaten ist es bequem, Multi-Modul-Schwellungen zu implementieren.
Die GVM-Serie ist die erste in-situ-Gasvolumen-Überwachung in der Lithium-Ionen-Batterie-Industrie.
*entwickelt mit CATL, dem führenden Hersteller von Batterien und ausschließlich für das Patent zugelassen.
Gerätekonstitutionelle Grafik und Software
Hochenergie-Lerntestsystem: Langfristige in-situ-Online-Überwachung, und erfüllen die Genauigkeitsanforderungen;
Spezielle Testsoftware: Echtzeit-Erfassung und Anzeige von Daten des mechanischen Testsystems und automatisches Zeichnen von Volumenänderungskurven;
Hilfssystem: Spezielle Struktur Design, bequem in Unterstützung Hilfssystem eingreifen, realisieren Test Temperaturregelung.
Anwendungen
Formationsgasanalyse
1.Different Materials' Formation-Begasung Anwendung
Prüfbedingung: 25ºC 0,04C/0,1C
Das modifizierte Material A hat eine kleinere Partikelgröße als das herkömmliche Material B, und die sei-Filmbildungsreaktion ist während der Bildung ausreichend und die Gasproduktion ist größer;
Bei den gleichen Konstruktionsparametern werden nur die Modifikation und Oberflächenmodifikation des Materials durchgeführt. Durch den Vergleich der Gasproduktion und der Gasproduktion der Zellbildung kann der Einfluss des verarbeiteten Materials auf die Zellbildung schnell und intuitiv erreicht werden, was die Entwicklung und Verbesserung neuer Materialien unterstützt.
2.Different Elektrolyt Bildung-Begasung Anwendung (Testbedingung: 25ºC 0.02ºC)
Im selben Elektrolyten sind die Zellbildungs- und Gasproduktionsrate von Elektrolyt B mit einem bestimmten Additiv größer als die von Elektrolyt A ohne Additive. Dieser Zusatz kann die Zellfilm bilden Reaktion vollständiger machen;
Die Additive im Elektrolyt haben einen großen Einfluss auf die sei-Filmbildungsreaktion der Zellbildungsstufe. Durch den Vergleich der Veränderungen des Gasproduktionsvolumens und der Gasproduktionsrate der Zellbildung durch den Elektrolyten mit verschiedenen Additiven wird der Einfluss des Additivs auf die Zellbildung schnell ausgewertet. Der Einfluss des Entstehungsprozesses, kombiniert mit der drei-Elektroden-Formationskurve, hilft, die Elektrolytformulierung gezielt zu verbessern.
3.Different Temperatur und Rate der Bildung Bedingungen
Bildung unter unterschiedlicher Temperatur
Im gleichen Entstehungsprozess ist die sei-Filmreaktion bei hohen Temperaturen von 45deqC im Vergleich zu 25degC adäquater.
Bildung unter anderem Auflastarif
Bei gleicher Temperatur^ bei unterschiedlicher Formationsrate ist der Reaktionspunkt der Formationsspannung in geringerer Rate geringer.
Die Einstellung der Parameter für die Zellbildungsbedingung beeinflusst die Zellbildungszeit und die Filmqualität. Eine effektive Verkürzung der Zellbildungszeit kann die Effizienz der Zellproduktion des Unternehmens erheblich verbessern. Durch die Festlegung von Parametern unterschiedlicher Entstehungsbedingungen wird der Startpunkt der Gasproduktion der Zelle unter verschiedenen Entstehungsbedingungen und die Gasproduktion und Gasproduktion in jeder Phase der Bildung quantitativ ermittelt, Die hilft, die Verbesserung der Zellbildung Prozess und Technologie zu führen, und verbessert die Produktionseffizienz des Unternehmens .
Analyse der Überladung und Begasung
1.Different NCM Materials' OverCharge-Gasing Anwendung (Testbedingung: 25ºC 0.5ºC)
Beim Vergleich der ZellsoC während der Gasproduktion kann festgestellt werden, dass die Nickelhochzelle früher Gas produziert;
Durch Überwachung des normalen Ladevorgangs der Batteriezelle und der Volumen- und Temperaturänderungen von überladen auf 200 % SOC, entsprechend der drei-Elektroden-Kurve, des Potenzials und der Reaktionsgeschwindigkeit einer großen Anzahl von Nebenreaktionen, des übergeladenen Lithiumpotentials, Und das positive Zersetzungspotenzial des Elektrodenmaterials kann genau ermittelt und bewertet werden und andere verwandte Informationen, die quantitativ helfen, die Überladeleistung von Materialien zu analysieren und zu untersuchen, gezielte Verbesserungen vorzunehmen und die F&E-Effizienz zu verbessern.
2.Different NCM Materials' OverCharge-Gasing Anwendung (Testbedingung: 25ºC 0.5ºC)
*im normalen Spannungsbereich beträgt die Volumenänderung der Zelle weniger als 1,2%, was im Wesentlichen auf die strukturelle Schwellung durch Lithium-Interkalation zurückzuführen ist. Wenn der SOC von hohem Ni-2 größer als 40% ist, ist die strukturelle Schwellung von hohem Ni-1 etwas größer als die von hohem Ni-2;
* nach der Überladung bis 5V, ist das SOC des hohen Ni-2 Materials später als das des hohen Ni-1 Materials, das anzeigt, dass hohes Ni-2 Material sich an höhere Ladespannung anpassen kann, mehr Kapazität freisetzen und die Energiedichte der Zelle verbessern kann, während stabile Struktur beibehalten wird;
*die SOC und die Spannung der Zelle, die dem Ausgangspunkt der Gasproduktion entsprechen, können durch die in-situ-Methode zur kontinuierlichen Überwachung des Überlademaßgasproduktionsverhaltens ermittelt werden; dies ist förderlich für die Entwicklung des nächsten Schrittes der F&E-Arbeit
Vergleicht man das Überlagenergasungsverhalten von Lithium-Ionen-Zellen mit zwei verschiedenen Arten und Gehalten von Additiven, so kann man feststellen, dass das Reaktionspotenzial von Additiv-A niedriger ist als das von Additiv-B, und die Gesamtgasung ist ein wenig mehr, es kann besser als Überlagenersatz verwendet werden.
Zyklusgasanalyse
Anwendung von Überladung und Begasung verschiedener NCM-Materialien (Prüfbedingung: 60ºC 0.5ºC 3-4,2V)
*Zelle A und Zelle B wurden verschiedene ternäre Materialien verwendet, das Zellvolumen von Zelle B stieg mehr als das von Zelle A, und das irreversible Volumen stieg von 0,01 ml auf 0,04 ml;
*Quantitative Analyse hilft, die Zyklusleistung verschiedener Materialien zu analysieren und die Effizienz von Forschung und Entwicklung zu verbessern.
Analyse der Lagergasung
1.Comparing NCM811 geänderte Bedingungen
Testbedingung: 4,2V volle Ladung bei 85ºC für 4H
Die Ergebnisse zeigen, dass der Spannungsabfall von NCM811 in modifizierter Methode-1 größer ist als der in modifizierter Mothod-2 bei 85 Grad Celsius und die Gasproduktion mehr ;
Die in-situ-Methode kann zur kontinuierlichen Überwachung des Produktionsverhaltens von Speichergas eingesetzt werden, wodurch die Vorteile verschiedener Modifikationsmethoden von Materialien verglichen werden können, wodurch die Effizienz von Forschung und Entwicklung verbessert wird.
2.Comparing verschiedene Elektrodenarten
Testbedingung: 4,2V volle Ladung bei 85ºC für 4H
*A und B der Zellen nehmen verschiedene Elektrolytsysteme an. Aus der Zellvolumenwechselkurve während der Vollladungsspeicherung kann man sehen, dass EL-A-Zellen mehr Gas produzieren als EL-B-Zellen, was darauf hinweist, dass der Elektrolyt des Systems unter hoher Temperatur und hohem Druck leicht Gas produzieren kann;
*die quantitative Analyse kann helfen, die Leistung der Gasproduktion verschiedener Elektrolyte zu untersuchen und die Effizienz von Forschung und Entwicklung zu verbessern.
3.Comparing unterschiedliche Lagertemperatur
Testbedingung: 4,2V volle Ladung bei 85ºC für 4H
Die Zelle hat eine gute Speicherleistung bei 70 Grad und eine hohe Gasproduktion bei 85 Grad;
Durch die in-situ-Methode zur kontinuierlichen Überwachung des Produktionsverhaltens von Speichergas können der Startpunkt und der maximale Punkt der Gasproduktion ermittelt werden, was für das F&E-Personal hilfreich ist, um den nächsten Schritt der F&E-Arbeit durchzuführen.
Parameter und Installationsanforderung
Parameter
1.Gesamtgewicht der zu testenden Beutelzelle: IO-IOOOg, maximale Größe (ohne Tabs, wie unten gezeigt): 180*120 mm
2.Zelltest Temperatur: 20-85ºC
3.Auflösung der Volumenänderung: <1pl
4.Detection Genauigkeit der Volumenänderung: <1OpL
5.Systemstabilität <20PL(RT25ºC, <30min), <50ul(RT25ºC, 30min-12h)
| Installationsanforderungen für das Hostgerät | |
| Schreibtisch | Bilanztabelle |
| Flüssigkeit zum Einweichen der Batterie | Mineralöl (wie Silikonöl) |
| Spannung | 200-240V/50-60Hz |
| Toleranz für Spannungsschwankungen | ±10 % |
| Verlustleistung | 150W(GVM2100), 280W(GVM2200) |
| Umgebungstemperatur | 25±5ºC |
| Luftfeuchtigkeit | Luftfeuchtigkeit<95% RH bei 40ºC |
| Umgebungsmagnetfeld | Von intensiven elektromagnetischen Feldern fernhalten |
| Nettogewicht | 55kg(GVM2100), 60kg(GVM2200) |
| Abmessungen | 500*500*700 mm |
| Zusatzgerät | |
| Lade-/Entladevorrichtung | Selbstversorgung oder vom Lieferanten bereitgestellt |
| Computer | Selbstversorgung oder vom Lieferanten bereitgestellt |
| Modell | GVM2100 | GVM2200 |
| Anzahl der Kanäle | Einkanal (eine Beutelzelle) | Zweikanal (zwei Beutelzellen) |
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