Por que o envelhecimento é necessário durante a produção da bateria?

O envelhecimento é um processo crítico na fabricação de baterias de-íon de lítio. As baterias formadas são colocadas em uma sala/incubadora a uma determinada temperatura (por exemplo, 45 graus) por um período de tempo (por exemplo, 1-7 dias). Durante este período, as mudanças de tensão de cada célula são monitoradas continuamente. Essencialmente, esse processo estabiliza o desempenho da bateria e elimina produtos de baixa qualidade por meio de estabilização (em temperatura ambiente ou elevada) e ciclos de carga e descarga. Esta etapa é necessária pelos seguintes motivos:

1. Estabilizando e Reparando o Filme SEI: Durante a carga inicial (formação) de uma bateria, o eletrólito sofre uma reação de redução na superfície de grafite do eletrodo negativo, formando um filme de interface de eletrólito sólido (SEI). Este filme é crucial para a vida útil, segurança e desempenho da bateria. No entanto, o filme SEI recém-formado é estruturalmente instável e solto, tornando-o suscetível a rachaduras e decomposição. O processo de envelhecimento, especialmente a uma determinada temperatura, oferece uma oportunidade para o filme SEI se estabilizar e reparar, tornando sua estrutura mais estável e uniforme, evitando assim melhor a decomposição contínua do eletrólito e melhorando o ciclo de vida da bateria.

2. Reações colaterais e esgotamento de impurezas: Algumas reações colaterais inevitáveis ​​ocorrem dentro da bateria, como reações residuais entre o eletrólito e os materiais dos eletrodos positivos e negativos, e o consumo de água residual. O processo de envelhecimento, especialmente o envelhecimento em altas-temperaturas, pode acelerar essas reações colaterais sob condições controladas. Isso permite que a bateria atinja um estado relativamente estável antes de chegar ao usuário, evitando tensão anormal ou queda de capacidade durante o uso inicial.

1. Umedecimento suficiente com eletrólito: Embora a bateria passe por um processo de umedecimento após o enchimento, o eletrólito nos poros do separador e do eletrodo pode não estar completa e uniformemente saturado com eletrólito. O período de repouso durante o processo de envelhecimento fornece ao eletrólito tempo suficiente e a temperatura adequada para penetrar completamente no eletrodo, garantindo a migração adequada dos íons de lítio. Umedecimento insuficiente pode levar a problemas como alta resistência interna e utilização incompleta da capacidade.

2. Alívio de tensão interna: A microtensão é gerada dentro do material durante processos como laminação, enrolamento e laminação de chapas de eletrodos. O processo de envelhecimento, acompanhado de repouso e carga e descarga suaves, ajuda a liberar essas tensões internas, tornando a estrutura do eletrodo mais estável.

1. Triagem de baterias com micro{1}}curtos-curtos e autodescarga excessiva-: Durante a produção, rebarbas na folha do eletrodo, defeitos no separador e impurezas de poeira podem causar micro-curtos-curtos na bateria. Micro-curtos podem causar uma queda rápida na tensão da bateria. Ao monitorar a queda de tensão (valor K) durante o processo de envelhecimento (especialmente durante a fase de repouso de alta-temperatura), essas baterias abaixo do padrão podem ser identificadas e eliminadas com precisão, minimizando o fornecimento de células defeituosas aos clientes. Esta é a função de triagem mais importante do processo de envelhecimento.

2. Triagem de consistência: mesmo baterias produzidas no mesmo lote podem apresentar variações sutis no desempenho (capacidade, resistência interna e taxa de auto{1}descarga). O processo de envelhecimento expõe totalmente essas variações. Ao medir parâmetros como tensão e resistência interna de todas as células após o envelhecimento, as baterias podem ser classificadas e agrupadas para garantir um desempenho altamente consistente dentro de cada célula quando montadas em uma bateria. A consistência é a base da vida útil e da segurança da bateria.

ACEY-BA60100-16máquina de envelhecimento de bateriaé aplicado ao sistema integrado de teste de ciclo de descarga de carga de carga e descarga de ciclo de bateria de lítio de baixa cadeia, teste de função de bateria e monitoramento de dados de descarga de carga, como ferramentas elétricas, armazenamento de energia solar, etc.

De modo geral, o envelhecimento da bateria é um período de transição da “turbulência violenta” para a “estabilidade calma”, permitindo que o sistema químico interno se torne estável e confiável. Para os fabricantes, o envelhecimento é uma etapa crucial do controle de qualidade. Através do tempo e da pressão ambiental, intercepta produtos de qualidade inferior e instáveis ​​nolinha de produção de bateria, melhorando significativamente a segurança e a consistência do produto final. Embora omitir ou encurtar o processo de envelhecimento possa aumentar a capacidade de produção-de curto prazo, também pode levar a riscos de segurança significativos-de longo prazo e problemas de qualidade de lote, o que é sem dúvida catastrófico para os fabricantes.

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