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磷酸鐵鋰離子電池內阻的影響因素有什么

鉅大LARGE  |  點擊量:3216次  |  2020年10月13日  

1合漿


合漿時漿料分散的均勻性影響著導電劑是否能夠均勻的分散在活性物質中與其緊密接觸,與磷酸鐵鋰離子電池內阻相關。通過新增高速分散,可提高漿料分散的均勻性,磷酸鐵鋰離子電池內阻越小。通過添加表面活性劑可改善提高電極中導電劑的分布均勻性,可減小電化學極化提高放電中值電壓。


2涂布


面密度是磷酸鐵鋰離子電池設計的關鍵參數之一,在磷酸鐵鋰離子電池容量一按時,新增極片面密度勢必會減小集流體和隔膜的總長度,磷酸鐵鋰離子電池的歐姆內阻會隨之減小,因此在一定范圍內,磷酸鐵鋰離子電池的內阻隨著面密度的新增而減小。涂布烘干時溶劑分子的遷移與脫離與烘箱的溫度密切相關,直接影響著極片內粘結劑和導電劑的分布,進而影響極片內部導電網格的形成,因此涂布烘干的溫度也是優化磷酸鐵鋰離子電池性能的重要工藝過程。


磷酸鐵鋰離子電池


3輥壓


在一定程度內,磷酸鐵鋰離子電池內阻隨著壓實密度的增大而減小,因為壓實密度增大,原材料粒子間的距離減小,粒子間的接觸越多,導電橋梁和通道越多,磷酸鐵鋰離子電池阻抗降低。而控制壓實密度重要是通過輥壓厚度來實現的。不同輥壓厚度對磷酸鐵鋰離子電池內阻具有較大程度的影響,輥壓厚度較大時,由于活性物質未能輥壓緊密致使活性物質與集流體之間的接觸電阻增大,磷酸鐵鋰離子電池內阻增大。且磷酸鐵鋰離子電池循環后輥壓厚度較大的磷酸鐵鋰離子電池正極表面出現裂紋,會進一步增大極片表面活性物質與集流體之間的接觸電阻。


4極片周轉時間


正極片不同擱置時間對其磷酸鐵鋰離子電池內阻具有較大程度的影響,擱置時間較短時,受磷酸鐵鋰表面碳包覆層與磷酸鐵鋰用途力影響,磷酸鐵鋰離子電池的內阻增大較為緩慢;當擱置時間較長時(大于23h),受磷酸鐵鋰與水反應以及粘合劑的粘合用途共同影響,磷酸鐵鋰離子電池的內阻增大較為明顯。因此,實際生產中需嚴格控制極片的周轉時間。


5注液


電解液的離子電導率決定了磷酸鐵鋰離子電池的內阻和倍率特性,電解液電導率的大小與溶劑的粘度程反比,同時還受鋰鹽濃度和陰離子大小的影響。除了對電導率的優化研究之外,注液量和注液后的浸潤時間也直接影響著磷酸鐵鋰離子電池內阻,注液量較少或浸潤時間不充分,都會引起磷酸鐵鋰離子電池內阻偏大,從而影響磷酸鐵鋰離子電池的容量發揮。


1溫度


溫度對內阻大小的影響是顯而易見的,溫度越低,磷酸鐵鋰離子電池內部的離子傳輸就越慢,磷酸鐵鋰離子電池的內阻就越大。磷酸鐵鋰離子電池阻抗可以分為體相阻抗、SEI膜阻抗和電荷轉移阻抗,體相阻抗和SEI膜阻抗重要受電解液離子電導率影響,在低溫下的變化趨勢與電解液電導率變化趨勢一致。相較體相阻抗和SEI膜阻在低溫下的增幅,電荷反應阻抗隨溫度降低新增更加顯著,在-20℃以下,電荷反應阻抗占磷酸鐵鋰離子電池總內阻的比例幾乎達到100%。


2SOC


當磷酸鐵鋰離子電池處于不同的SOC時,其內阻大小也不相同,尤其是直流內阻直接影響著磷酸鐵鋰離子電池的功率性能,進而反映磷酸鐵鋰離子電池在實際狀態下的磷酸鐵鋰離子電池性能:鋰磷酸鐵鋰離子電池直流內阻隨磷酸鐵鋰離子電池放電深度DOD的新增而新增,在10%~80%的放電區間時內阻大小基本不變,一般在較深的放電深度時內阻新增顯著。


3存儲


隨著鋰離子磷酸鐵鋰離子電池存儲時間的新增,磷酸鐵鋰離子電池不斷老化,其內阻不斷增大。不同類型的鋰磷酸鐵鋰離子電池內阻變化程度不同。在經歷9-十月長時間的存儲后,LFP磷酸鐵鋰離子電池的內阻新增率比NCA和NCM磷酸鐵鋰離子電池的內阻新增率高。


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