L'injection, l'invasion sont des étapes essentielles pour assurer une vie et la cohérence du cycle de la batterie au lithium-ion, dans la solution électrolytique pour améliorer l'effet de mouillage que nous faisons beaucoup de travail, mais en raison de la conception de la structure d'étanchéité de la batterie lithium-ion de sorte qu'il est difficile d'observer en temps réel processus d'infiltration à l'électrolyte, de sorte que le travail est principalement basé sur les expériences, les résultats sont souvent moins efficaces au cours des dernières années, avec le développement de la technologie de détection, de plus en plus de nouvelles méthodes de détection ont été mises au point, nous avons la possibilité de observer directement l'ensemble du processus d'infiltration de l'électrolyte, par exemple, il y a quelque temps, nous avions signalé la société allemande Bosch WJ Weydanz techniques d'imagerie à neutrons tels que les ingénieurs utilisent le processus d'infiltration d'électrolyte à l'intérieur de la cellule ont été analysés.
la pénétration des neutrons, et très sensibles aux atomes de Li et des atomes H, et l'électrolyte est une forte absorption de neutrons, la détection électrolyte de diffraction des neutrons. TUM sur les moyens de la batterie au lithium-ion à l'intérieur du processus d'infiltration Thomas et al Knoche a l'imagerie neutronique du processus d'infiltration de cellules d'électrolyte de la batterie de l'emballage souple a été étudié dans le processus d'injection. appareil selon la figure tel qu'il est utilisé dans les expériences présentées dans Thomas Knoche, comprenant un vide principal Les canettes, les cuves d'échantillonnage, les équipements d'amorçage et d'étanchéité, ainsi que les équipements d'émission et de réception de neutrons.
Dans l'expérience, la batterie stratifiée souple emballer la batterie, l'électrode positive 5 et l'électrode négative 4, un séparateur en utilisant un stratifié en forme de Z, la porosité de 30% positive et négative, la solution électrolytique est EC: CEM = 3: 7 en Solvant mélangé, LiPF6 n'est pas ajouté à l'électrolyte pour des raisons de sécurité.
En général, nous pensons que l'injection sous vide peut promouvoir efficacement l'infiltration de la solution électrolytique de la batterie lithium-ion, l'électrolyte dans le but de vérifier l'influence de l'effet de l'infiltration sous vide, le programme de commande air Thomas Knoche pression en utilisant deux modes (comme le montre la Fig. ). Deux modes d'injection sont sous vide (mode à vide), la batterie est ensuite scellée après le cycle de vide et la pression atmosphérique rétablie après la fermeture de plusieurs également évacué afin de faciliter davantage l'électrolyte infiltration de cellules (pour réduire la volatilisation de la solution électrolytique, chacune des temps d'évacuation sont raccourcis dans la mesure du possible).
Au cours de l'injection, toutes les 15s de faisceaux de neutrons utilisent une batterie photographié pour enregistrer l'infiltration de l'électrolyte dans la batterie, et Thomas Knoche obtenu à l'aide du logiciel de traitement d'image traite l'enregistrement d'image est infiltrée le nombre de pixels, le nombre de points divisé par le nombre total de pixels du pixel valeur obtenue est mouillée "taux d'infiltration.
La figure suivante illustre les 0s injection, 75s et 585s après infiltration de l'électrolyte dans la batterie, peut être vu de la figure seulement une petite quantité d'électrolyte à l'intérieur du noyau le long de la pile électrique supérieure au moment de l'injection, la majorité de l'électrolyse les écoulements de fluide à la partie inférieure de la cellule. par action capillaire, l'électrolyte est absorbé à l'intérieur de la cellule, dans l'image, nous pouvons voir clairement le bord d'attaque de l'électrolyte infiltre présentent une courbe en forme de U, l'infiltration des deux batteries Le plus rapide, le milieu de l'infiltration cellulaire le plus lent.
Après avoir scellé la batterie, la pression dans le réservoir à vide est ramenée à la pression atmosphérique, étant donné que la batterie existe différentiel de pression interne et externe, sous l'effet de la pression atmosphérique, la solution électrolytique d'entraînement à l'intérieur de la cellule, la promotion de l'infiltration de l'électrolyte dans la cellule .
La figure suivante montre la relation entre le taux d'infiltration et le temps d'infiltration d'un système d'injection de liquide différent.On peut voir que dans le système A avec des cycles moins évacués, le taux d'infiltration moyen de la batterie est de 73,18% à 850s, Le nombre de cycles de vide B système à 850s lorsque le taux d'infiltration moyen de 78,73%, ce qui indique que, après l'injection de vide multiples, le cycle de pression est favorable à l'amélioration de l'infiltration des batteries lithium-ion.
La figure suivante montre l'infiltration de la batterie dans différentes conditions de pression: on voit que la pression de l'électrolyte a un effet significatif sur l'infiltration de l'électrolyte dans la batterie: plus la pression au moment de l'injection est faible, plus le taux d'infiltration Haut, les taux d'infiltration finaux des batteries injectées à 50 mbar, 400 mbar et 900 mbar étaient respectivement de 82,3%, 77,9% et 70,1%.
Étude Thomas Knoche a également constaté que le joint basse pression peut favoriser une infiltration plus uniforme de l'électrolyte dans la batterie, principalement parce que le joint basse pression peut augmenter la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la batterie, la pression atmosphérique peut promouvoir l'électrolyte Interne, favorisant ainsi l'électrolyte dans la cellule infiltration plus uniforme.
Afin de modéliser l'infiltration d'électrolyte dans les batteries Li-ion, Thomas Knoche a établi le modèle suivant basé sur le LWE du matériau poreux et l'influence de la gravité et de la viscosité de l'électrolyte sur le processus d'infiltration.
Les constantes a et b ci-dessus peuvent être respectivement calculées par la formule suivante, où R est le diamètre des pores capillaires et u est la viscosité de l'électrolyte.
La figure ci-dessous montre les résultats de la simulation du processus d'infiltration en utilisant le modèle ci-dessus.On peut voir que le modèle peut mieux simuler le processus d'infiltration de l'électrolyte dans la cellule par rapport au modèle LWE.
recherche Thomas Knoche à notre compréhension du processus d'infiltration de l'électrolyte, l'électrolyte pour améliorer la mouillabilité a apporté une contribution très importante, dans le processus d'injection, nous devons maintenir la pression aussi bas que possible (mais considérer le point d'ébullition de l'électrolyte, la réduction électrolytique volatile), afin de faciliter l'infiltration de l'électrolyte dans la cellule. en vue d'assurer l'effet de mouillage de la solution d'électrolyte, avant que la batterie a besoin d'être à maintes reprises mis sous vide scellée, la circulation sous pression, favoriser l'infiltration de la trappe de la batterie de la solution électrolytique doit être relativement effectuée à une basse pression, en utilisant une pression d'air à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule pour entraîner la différence entre la solution électrolytique à l'intérieur de la cellule, la solution électrolytique afin d'améliorer l'effet de mouillage.
