O eletrólito é uma parte importante da bateria de íon de lítio. A principal função da bateria de iões de lítio é conduzir íons entre eletrodos positivos e negativos. À medida que a capacidade da bateria de íon de lítio continua a aumentar, o tamanho da bateria também continua a aumentar. O líquido dentro da bateria de íon de lítio é totalmente e uniformemente a infiltração é particularmente importante devido à estrutura de bateria de íon de lítio fechada de modo que não podemos observar diretamente o eletrólito dentro da infiltração de bateria de íon de lítio, apenas através da dissecção para determinar a eletrólise O líquido está impregnado dentro da célula é suficiente, recentemente os engenheiros alemães da Alemanha, a tecnologia de imagem por difração de nêutrons WJ Weydanz através do eletrólito dentro do processo de infiltração celular, realizou um estudo completo que descobriu que o vácuo pode ser a infiltração do tempo de eletrólito Reduzir em 50% e aumentar a quantidade de fluido em 10%.
Em geral, o processo de injeção pode ser dividido em duas etapas: 1) injeção, isso geralmente leva apenas alguns segundos para injetar eletrólito na bateria; 2) infiltração, este passo é absorver o eletrólito injetado na eletricidade No núcleo, este geralmente é um processo muito demorado que geralmente leva horas e, para alcançar um bom efeito molhante, o derramar e molhar muitas vezes requer várias iterações, tudo em um ambiente de sala seca Em, aumentou os custos de produção da bateria de iões de lítio.
Os métodos de detecção tradicionais não podem monitorar a infiltração eletrolítica em tempo real dentro da bateria de iões de lítio; o uso de WJ Weydanz para neutrons tem uma forte absorção desta característica, o uso de tecnologia de difracção de neutrões na solução eletrolítica na bateria de iões de lítio que O processo de infiltração foi estudado em detalhes.
No experimento, WJ Weydanz usou a bateria quadrada Al-shell utilizada no HEV, o tamanho da bateria é de 120 mm * 91,5 mm * 12,5 mm, a bateria usa sete eletrodos negativos de grafite (quantidade de revestimento 8mg / cm2, porosidade 35%), Catódro de material NCM111 (quantidade de revestimento 15,8mg / cm2, porosidade 35%) e 12 membranas de polímero (espessura 20um, porosidade 48%).
Depois que a bateria estiver cheia de fluido, WJWeydanz dispara uma foto a cada 15 segundos usando um método de difração de sementes, tira uma foto a cada 60 segundos após 10 minutos e tira uma foto a cada 120 segundos após 30 minutos. Fotografias de sub-difracção, as partes pretas em ambos os lados da imagem é o espaço de eletrólito da bateria, o eletrodo é uma cor ligeiramente mais escura é o eletrólito se infiltrou na localização da cor mais clara ainda não foi infiltrado na área de eletrólito.
Depois que as imagens acima foram especialmente processadas por software, as células podem ser divididas em uma área de molhagem (preta) e uma área não molhante (branca) para que o software possa ser usado para contar e processar o molhamento do eletrólito.
A figura a seguir mostra a infiltração da bateria (Figura a, b, c) e a bateria preenchida sob pressão normal (d, e, f) no vácuo, a injeção pode ser vista 2min Depois que a maior parte do eletrólito também está no espaço exterior da célula, a borda da célula começou a se infiltrar em infiltração de 47min, a bateria infundida no vácuo quase completamente infiltrado de células, eletrólito residual fora da célula Reduzida significativamente. No entanto, sob pressão normal, ainda há uma parte considerável das baterias, a bateria infusa não está infiltrada, deixando uma grande quantidade de eletrólito livre fora da bateria.
Para estudar a relação entre a taxa de infiltração de eletrólitos e o tempo, WJ Weydanz analisou a taxa de infiltração do eletrólito nas quatro direções da parte superior, inferior, esquerda e direita da célula. Os resultados são mostrados na figura seguinte (injeção de líquido do ambiente de vácuo). Pode notar-se que, dentro de 5min após a infusão da bateria, a área de infiltração de eletrólitos atingiu 52%, e depois de 5min, a área de infiltração aumentou 19% para 71%, indicando que a taxa de infiltração do eletrólito ao longo do tempo Aumentar e diminuir, a bateria é basicamente concluída após a infiltração de 51min. A partir da figura, também podemos notar que o eletrólito da célula, a taxa de infiltração nas próximas duas direções é quase a mesma, podemos ver a infiltração da gravidade sobre o impacto do eletrólito é mínima .
WJ Weydanz analisou os dados de infiltração em quatro direções e descobriu que a taxa de infiltração do eletrólito mostrou uma relação de decaimento logarítmico com o tempo, mas WJ Weydanz descobriu que nos primeiros 30 minutos a taxa de infiltração do eletrólito Mostrando uma tendência de decaimento logarítmico, mas um aumento significativo na taxa de infiltração após esse tempo, o que pode ser explicado pela relação de distância entre cada borda da zona de infiltração na área de infiltração como mostrado na figura abaixo ), A frente de infiltração à esquerda é quase a mesma distância das extremidades esquerda, superior e inferior das células, então inicialmente o eletrólito infiltrado para a esquerda é reabastecido principalmente do lado esquerdo com eletrólito novo, mas depois de 8 minutos restantes A distância entre a borda infiltrada e as extremidades superior e inferior é obviamente menor do que a distância da extremidade esquerda. Portanto, a infiltração no lado esquerdo da célula é reabastecida principalmente das extremidades superior e inferior, acelerando assim a infiltração do eletrólito nos lados esquerdo e direito.
Ao mesmo tempo, o estudo de WJWeydanz também descobriu que a infusão de vácuo pode efetivamente reduzir o tempo de infiltração, a seguinte imagem mostra a taxa de infiltração do eletrólito nas direções esquerda e direita após a pressão normal (curva azul) e vácuo (curva vermelha) , Você pode ver a infusão de vácuo da taxa de infiltração da bateria significativamente mais rápida do que a bateria sob pressão normal, a injeção de pressão sob a bateria precisa de 101min para completar a infiltração, mas a infusão a vácuo da bateria apenas 51min Complete a infiltração, o tempo de infiltração reduzido em 50%.
Além de poder reduzir eficazmente o tempo de molhamento do eletrólito, WJ Weydanz também descobriu que, sob vácuo, o eletrólito pode fazer com que a célula absorva mais 10% do eletrólito, e essa absorção múltipla do eletrólito é principalmente preenchida naquelas não infiltradas Entre os micropores no eletrodo.
Devido à limitação da estrutura de vedação da bateria Li-ion, no passado, nossa compreensão da infiltração de eletrólitos baseou-se principalmente na experiência. Pela primeira vez, o trabalho de WJ Weydanz nos permitiu ter um entendimento "visual" do processo de infiltração do eletrólito. A taxa de infiltração eo tempo mostram um logaritmo declinante da relação. Ao mesmo tempo, vejamos que o eletrólito da célula na taxa de infiltração superior e inferior é o mesmo, a gravidade da infiltração da infiltração de eletrólitos é mínima, a infiltração real do eletrólito Afetar o maior é o vácuo, em um ambiente de vácuo, a infusão líquida pode ser reduzida em 50% da infiltração de eletrólito, as baterias absorvem a quantidade de eletrólito aumentada em 10%.
