A formação é uma etapa crucial na produção de baterias de íons de lítio. Durante a formação, uma camada de passivação, o filme de interfase de eletrólito sólido (SEI), é formada na superfície do eletrodo negativo. A qualidade do filme SEI afeta diretamente o ciclo de vida da bateria, a estabilidade, a taxa de auto-descarga, a segurança e outras características de desempenho eletroquímico, atendendo ao requisito de "sem manutenção-para baterias recarregáveis seladas. Diferentes processos de formação resultam em diferentes filmes SEI, impactando significativamente o desempenho da bateria.
Os métodos tradicionais de pré-carregamento de baixa-corrente-facilitam a formação estável de filme SEI; no entanto, o carregamento prolongado de baixa-corrente aumenta a impedância do filme SEI formado, afetando o desempenho da taxa de descarga da bateria de-íon de lítio. O tempo prolongado do processo também impacta a eficiência da produção. Diferentes sistemas de baterias de íons de lítio exigem diferentes processos de formação; este artigo enfoca o sistema de bateria de fosfato de ferro-lítio.
O processo de formação de baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) normalmente segue estas etapas:
Corrente de carregamento 0,05C ~ 0,2 C, tensão de corte 3,6 ~ 3,7 V, corrente de corte de carregamento 0,025 C ~ 0,05 C, descansando por um período de tempo (10 - 20 min), depois descarregando de 0,1 ~ 0,2 C a 2,5 V, seguido por um período de descanso (20-60 min). Sob diferentes mecanismos de carga/descarga, a corrente de carga afeta a formação e a qualidade da camada SEI (Placa Isolada com Sedimentos), enquanto o tempo de repouso e a corrente de corte de carga afetam o tempo do processo de formação da bateria.
O processo de formação de baterias LFP requer a seleção de uma tensão de corte adequada. Do ponto de vista da estrutura cristalina do material, quando a tensão de carga excede 3,7 V, pode danificar a estrutura reticular do LFP, afetando assim o desempenho do ciclo da bateria. Alguns experimentos de resistência interna e observações de SEM de eletrodo tambémconfirme o seguintes conclusões:
1. Reduzir adequadamente a tensão de formação e encurtar o tempo de formação pode efetivamente reduzir a deposição de lítio na superfície negativa do eletrodo, resultando em uma superfície negativa mais lisa do eletrodo. Isso ocorre porque uma alta tensão de formação leva a uma taxa de geração interna de gás mais rápida, evitando a expulsão oportuna do gás e causando deposição na superfície do separador, afetando assim o equilíbrio de contato entre o separador e o eletrodo negativo. Durante a inserção/extração de íons de lítio, esse desequilíbrio resulta na inserção excessiva de íons de lítio em algumas áreas, causando uma superfície negativa irregular do eletrodo e, em última análise, afetando o desempenho da bateria.
2. O teste de resistência interna da bateria formada revelou que a redução adequada da tensão e do tempo de formação pode diminuir a resistência interna da bateria. A alta resistência interna causada pela alta tensão de formação também está relacionada à superfície negativa irregular do eletrodo e à formação de manchas brancas. Estas manchas brancas são compostos de lítio com baixa condutividade, levando a uma maior resistência interna.
3. Reduzir adequadamente a tensão de formação noprocesso de formação de células de bateriao design pode melhorar a capacidade inicial de carga/descarga da bateria e o desempenho do ciclo. Tensão de formação excessivamente alta facilmente faz com que o lítio e seus compostos se depositem na superfície negativa do eletrodo, aumentando a capacidade irreversível da bateria e afetando inevitavelmente sua capacidade. A presença de lítio e seus compostos leva a uma queda de capacidade cada vez mais rápida durante os ciclos de carga/descarga, impactando a vida útil da bateria.
ACEY-BCT503-512H 5V 3Aequipamento de formação de bateria é usado para testar os parâmetros de formação, capacidade e desempenho de baterias de lítio. É um sistema de teste integrado de bateria mestre{1}}escravo composto por computadores e equipamentos microcomputadores de{2}}chip único. Possui estrutura avançada, desempenho confiável, operação conveniente, alta eficiência e desempenho de custo extremamente alto, é um equipamento de produção e teste indispensável para fabricantes de baterias de lítio, fabricantes de sub{4}}capacidade e unidades de pesquisa científica.
