Электролит является важной частью литий-ионной батареи. Основной функцией литиево-ионной батареи является проведение ионов между положительными и отрицательными электродами. По мере увеличения емкости литий-ионной батареи размер батареи также продолжает увеличиваться. Как обеспечить, чтобы электролиз Жидкость внутри литиево-ионной батареи полностью и равномерно проникает особенно важно из-за закрытой литиево-ионной аккумуляторной структуры, так что мы не можем непосредственно наблюдать электролит внутри литиево-ионной батареи, только через вскрытие, чтобы определить электролиз Достаточно жидкости, пропитанной внутри клетки. Недавно инженеры Bosch WJ Weydanz по технологии нейтронной дифракции через электролит внутри процесса инфильтрации клеток провели полное исследование, которое показало, что вакуум может быть инфильтрацией времени электролита Уменьшите на 50% и увеличьте количество жидкости на 10%.
В общем, процесс инъекции можно разделить на две стадии: 1) инъекция, обычно требуется всего несколько секунд, чтобы влить электролит в батарею, 2) инфильтрация, эта стадия заключается в поглощении впрыскиваемого электролита в электричество В основном это обычно очень трудоемкий процесс, который обычно занимает несколько часов, и для достижения хорошего эффекта смачивания для заливки и смачивания часто требуется несколько итераций, все в сухом помещении In, сильно остановил литиево-ионные затраты на производство батарей.
Традиционные методы обнаружения не могут контролировать проникновение электролита в реальном времени внутри литий-ионной батареи, WJ. Использование Weijanz Li для нейтрона сильно поглощает эту особенность, использование нейтронографической технологии в растворе электролита в литий-ионной батарее, которая Процесс инфильтрации изучался подробно.
В эксперименте WJ Weydanz использовал квадратную батарею Al-shell, используемую на HEV, размер батареи составляет 120 мм * 91,5 мм * 12,5 мм, батарея использует семь графитовых отрицательных электродов (количество покрытия 8 мг / см2, пористость 35%), Катод материала NCM111 (количество покрытия 15,8 мг / см2, пористость 35%) и 12 полимерных мембран (толщина 20 мкм, пористость 48%).
После того, как батарея заполнена жидкостью, WJWeydanz снимает фотографию каждые 15 секунд с использованием метода дифракции семян, снимает фото каждые 60 секунд через 10 минут и снимает фото каждые 120 секунд через 30 минут. Субдифракционные фотографии, черные части на обеих сторонах изображения - это зазор электролитного аккумулятора, электрод немного темнее по цвету - это то, что электролит проник в положение более светлого цвета, еще не проникший в область электролита.
После того, как вышеупомянутые изображения были специально обработаны программным обеспечением, ячейки можно разделить на область смачивания (черный) и область без смачивания (белая), чтобы программное обеспечение могло использоваться для подсчета и обработки смачивания электролита.
На следующем рисунке показана инфильтрация батареи (рис. A, b, c) и аккумулятор, заполненный под нормальным давлением (d, e, f) в вакууме, впрыск можно увидеть 2 мин После того как большая часть электролита находится также в наружном пространстве клетки, край ячейки начал проникать в инфильтрацию через 47 минут, батарея, наполненная в вакууме, почти полностью пропитана клетками, остаточный электролит вне ячейки Значительно уменьшено. Однако при нормальном давлении все еще значительная часть батарей, в которые встроена батарея, не проникает, оставляя большое количество свободного электролита вне батареи.
Для изучения взаимосвязи между скоростью инфильтрации электролита и временем WJ Weydanz проанализировал скорость инфильтрации электролита в четырех направлениях верхней, нижней, левой и правой частей ячейки. Результаты показаны на следующем рисунке (вакуумная жидкостная инъекция). Можно отметить, что в течение 5 мин после инфузии батареи площадь проникновения электролита достигала 52%, а затем через 5 мин площадь проникновения увеличилась на 19% до 71%, что указывает на то, что скорость проникновения электролита с течением времени Увеличивая и уменьшая, батарея в основном завершается после проникновения 51мин. Из рисунка мы также можем заметить, что электролит из ячейки, скорость проникновения в следующих двух направлениях почти одинакова, мы можем видеть, что инфильтрация силы тяжести на воздействие электролита минимальна ,
WJ Weydanz проанализировал данные инфильтрации в четырех направлениях и обнаружил, что скорость инфильтрации электролита показала логарифмическое распадное соотношение со временем, но WJ Weydanz обнаружил, что в первые 30 минут скорость инфильтрации электролита Показана тенденция логарифмического распада, но после этого значительно возрастает скорость инфильтрации, что объясняется расстоянием между каждым краем зоны инфильтрации в области инфильтрации на рисунке ниже. При инфильтрации в течение 33 минут ), Фронт инфильтрации слева почти на таком же расстоянии от левого, верхнего и нижнего концов ячеек, поэтому первоначально электролит, просачиваемый влево, пополняется в основном слева новым электролитом, но через 8 минут Расстояние между инфильтрированным краем и верхним и нижним концами, очевидно, меньше расстояния от левого конца, поэтому инфильтрация с левой стороны ячейки пополняется в основном из верхнего и нижнего концов, тем самым ускоряя инфильтрацию электролита с левой и правой сторон.
В то же время исследование WJWeydanz также показало, что вакуумная инфузия может эффективно уменьшить время инфильтрации, на следующем рисунке показана скорость инфильтрации электролита в левом и правом направлениях после нормального давления (синяя кривая) и вакуума (красная кривая) , Вы можете увидеть вакуумную инфузию скорости инфильтрации батареи значительно быстрее, чем батарея при нормальном давлении, под давлением под аккумуляторной батареей требуется 101 мин для завершения инфильтрации, но вакуумная инфузия батареи составляет всего 51 мин Заполните инфильтрацию, время инфильтрации уменьшено на 50%.
В дополнение к тому, чтобы эффективно уменьшить время смачивания электролита, WJ Weydanz также обнаружил, что в вакууме электролит может заставить ячейку поглощать более 10% электролита, и это многократное поглощение электролита в основном заполнено теми, которые не проникли Среди микропор в электроде.
Из-за ограничения уплотнительной структуры литий-ионной батареи в прошлом наше понимание инфильтрации электролита в основном основывалось на опыте. Впервые работа WJ Weydanz позволила нам «визуально» понять процесс инфильтрации электролита. Скорость проникновения и время показывают снижение логарифма отношений. В то же время давайте посмотрим, что электролит из ячейки при верхней и нижней скорости инфильтрации одинаков, сила проникновения инфильтрации электролита минимальна, реальная инфильтрация электролита Повлиять на больший вакуум, в вакуумной среде, жидкая инфузия может быть уменьшена на 50% от проникновения электролита, батареи для поглощения количества электролита увеличены на 10%.
