ในปีที่ผ่านมามีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของรถยนต์พลังงานใหม่กำลังการผลิตแบตเตอรี่ค่อยๆเกินแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมของผลิตภัณฑ์ 3C ในความต้องการมากขึ้นในเวลาเดียวกันการใช้งานใหม่นี้ยังนำเสนอทิศทางใหม่สำหรับการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ความต้องการเช่นรถยนต์พลังงานใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง plug-in ที่ความสามารถในการจำหน่ายแบตเตอรี่ไฮบริดของการขยายมีความต้องการที่สูงขึ้น
ปัจจัยที่มีอิทธิพลความสามารถในอัตราแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโพลาไรซ์หลักโพลาไรซ์จะทำให้เกิดสถานะการทำงานที่เบี่ยงเบนจากมั่นคงของรัฐแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประสิทธิภาพในทางปฏิบัติเป็นที่ที่มีการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่ลดลงแพลตฟอร์ม (ปล่อย) ปล่อย โดยทั่วไปในการลดกำลังการผลิตเราเชื่อว่าปัจจัยเซลล์ลิเธียมไอออนโพลาไรซ์: 1) โพลาไรซ์ ohmic นั่นคือระหว่างอนุภาควัสดุที่ใช้งานภายในแบตเตอรี่ความต้านทานการติดต่อระหว่างวัสดุที่ใช้งานและเก็บอิเล็กตรอนที่มีในปัจจุบัน ปัจจัยเหล่านี้เพิ่มขึ้นเกิดจากแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญลดลง 2) ความเข้มข้นของขั้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนบวกและเชิงลบขั้วมีโครงสร้างที่มีรูพรุนโครงสร้างรูพรุนของอิเล็กโทรภายในที่ซับซ้อนจะทำให้เกิดการไล่ระดับสีช้า Li + การแพร่กระจายความเข้มข้น ยังอยู่ในอัตราการแพร่กระจาย Li + เป็นของแข็งช้าสามารถเป็นองค์ประกอบ จำกัด. วันนี้เราจะแนะนำวิธีที่จะลดความต้านทานติดต่อระหว่างวัสดุที่ใช้งานและสะสมในปัจจุบันเพื่อเพิ่มแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความสามารถในอัตรา
ปัจจุบันไอออนกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปเกิดขึ้นในปี 1992 โซนี่แนะนำขั้นตอนการเชิงพาณิชย์ครั้งแรกเมื่อใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสารละลายวัสดุที่ใช้งานในเชิงบวกถูกโอนไปยังขั้วไฟฟ้าสะสมเชิงลบในปัจจุบันที่ทำจากโลหะเปลวโดยอุปกรณ์เคลือบ บน (ขั้วบวกโดยทั่วไปใช้ฟอยล์อัลทองแดงฟอยล์แคโทดใช้โดยทั่วไป) กลิ้งหลังจากตัดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหรือรูปร่างที่แตกต่างกันโดยม้วนเคลือบและอื่น ๆ ที่กระบวนการ. อิเล็กตรอนต้องอนุภาคภายในปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของวัสดุที่ใช้งานขั้วบวก หลังจากการโอนรถบัสระหว่างอนุภาคที่จะเก็บในปัจจุบันและจากนั้นดำเนินการเพื่อขั้วบวกผ่านวงจรภายนอกเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าเต็มรูปแบบ. ดังนั้นอิเล็กตรอนระหว่างวัสดุที่ใช้งานและสะสมในปัจจุบันของปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีกลายเป็นการดำเนินการเป็นส่วนสำคัญของ เมื่อเร็ว ๆ นี้ฮิโรกินารามหาวิทยาลัยวาเซดะ (ผู้เขียนครั้งแรกผู้รับผิดชอบ) และเท็ตสึยะโอซากา (ผู้เขียน) ซึ่งวิเคราะห์หนาแน่นของการบรรจุและพื้นผิวสัมผัสของเคลือบนำอัลฟอยล์ระหว่างเก็บในปัจจุบันและวัสดุที่ใช้งานโดยวิธีการของ EIS ผลกระทบต่อการต้านทานระหว่างการศึกษาได้แสดงให้เห็นว่ามีความหนาแน่น LCO ประสิทธิภาพอัตราการบดอัดที่เหมาะสมที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของอิเล็กโทรดและอัลฟอยล์จะถูกเหยียบย่ำ
ทดลองฮิโรกินาราใช้ LCO เป็นวัสดุขั้วบวก, กราไฟท์เป็นวัสดุขั้วลบตามลำดับโดยการปรับความดันและ LCO ตะเข็บติดความหนาลดลงเป็น 0%, 10%, 20% และ 30% (คำนวณขั้วแสดงที่มีความพรุนสัดส่วน 49%, 42%, 37% และ 27%) แล้วขั้วไฟฟ้าถูกเจาะและทำเป็นแบตเตอรี่อ่อนสำหรับการทดสอบทางเคมีไฟฟ้า
การออกแบบแบตเตอรี่กระเป๋านาราฮิโรกิด้านล่างแสดงวงจรเทียบเท่า (ขมะเดื่อนั้นเป็นแผนภาพของ TLM ที่แสดงให้เห็นถึงวงจรขนานในทิศทางความหนาของอิเล็กโทรด) ประเด็นปฏิกิริยาอุปนัย ZL อาร์เอสของการแก้ปัญหาการแพร่กระจายไฟฟ้าไอออนต้านทาน Ril เป็นต้านทานการติดต่อระหว่างวัสดุที่ใช้งานและสะสมในปัจจุบันและในแบบคู่ขนานกับตัวเก็บประจุ Cdl และการแลกเปลี่ยนประจุ Rct ต้านทานขนานกับตัวเก็บประจุ Cct หลี่ + การแพร่กระจายภายในขั้วไฟฟ้าความต้านทานรี Cdiff การแพร่กระจายความต้านทานโดยใช้ซอฟต์แวร์ MATLAB กระชับข้อผิดพลาด HirokiNara ผลที่เหมาะสมได้รับน้อยกว่า 1% กลไกการเกิดปฏิกิริยาสามารถเกิดปฏิกิริยาภายในที่แท้จริงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ขั้วไฟฟ้าในเชิงบวกของผลการดำเนินงานมะเดื่อ LCO ปล่อยอัตราความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกันสามารถมองเห็นได้ว่ามีการขยายที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของการบรรจุของการจัดแสดงขั้วประสิทธิภาพอัตราที่ดีมากโดยไม่ต้องรีด LCO ขั้วไฟฟ้าขยาย ประสิทธิภาพที่ดีที่ 2C อัตราเกือบจุของแผงล่าง B ไม่มีเป็นวัสดุที่ขั้วบวก EIS สเปกตรัมของหนาแน่นของการบรรจุที่แตกต่างกันสามารถเห็นได้จากมะเดื่อลามิเนตไม่มี (การลดลงเป็น 0% ในความหนา) ของความต้านทานขั้วไฟฟ้าสูงสุด ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของโซนเป็นรูปครึ่งวงกลมและภูมิภาคความถี่กลาง 4.5 โอห์มและ 1.0 โอห์มและหลังกลิ้งหยดขั้วไฟฟ้าความต้านทานโดย 10% ของความหนาของอิเล็กโทรดที่มีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในสอง semicircles 1.5 โอห์มและ 0.2 โอห์มต่อไป เพิ่มความหนาแน่นของการบรรจุความหนาของขั้วไฟฟ้าจะลดลง 20% ก็เป็นไปได้เพื่อลดความต้านทานของขั้วไฟฟ้า (ดังแสดงด้านล่าง), ฮิโรกินาราว่าสาเหตุหลักของเส้นผ่าศูนย์กลางครึ่งวงกลมความถี่สูงจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญกับการเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปในความหนาแน่นของการอัด อนุภาค LCO และสะสมในปัจจุบันการติดต่อระหว่างอนุภาคและระหว่าง LCO และตัวแทนสื่อกระแสไฟฟ้าจะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะช่วยลดความต้านทานการติดต่อ. ในขณะที่เรายังคงเพิ่มความหนาแน่นของการบรรจุเช่นว่าความหนาไฟฟ้าลดลง LCO 30 % ภูมิภาคความถี่สูงของครึ่งวงกลมที่เราเห็นหายไปเกือบแสดงให้เห็นว่าความต้านทานติดต่อภายในขั้วถึงขั้นต่ำที่ความหนาแน่นของการบดอัด 30% แต่ตอนนี้ไม่ได้หมายความว่าความหนาแน่นของการบดอัดที่ใหญ่กว่าดีกว่าเราอย่างวิเคราะห์ผลของการ EIS LCO จะเห็นได้ว่าจุดตัดของแกน X ความหนาแน่นเชิงบวกอิเล็กบรรจุ 30% ขยับอย่างมีนัยสำคัญทางด้านขวาแสดงให้เห็นว่ามีการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของการบรรจุหลี่ + การแพร่กระจายในอีแร้งขั้วไฟฟ้าความต้านทานมีการเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนในความสามารถในอัตราที่ไม่ได้เอื้อ ลิฟท์จากผลการทดสอบในการลดความหนาของ 20% LCO คือความสามารถในการรักษาความสมดุลของขั้วบวกของหนาแน่นของการบรรจุระหว่างความต้านทานติดต่ออิเล็กทรอนิกส์และไอออนแพร่กระจายความต้านทานต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงความต้านทานติดต่อลดลงหนาแน่นของการบรรจุมี จำกัด ก็จะทำให้เกิดการแพร่กระจาย ความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างมาก
จากมุมมองตัดของอิเล็กโทรด, ความหนาแน่นของการบรรจุที่ต่ำกว่าที่มีอยู่ระหว่างชั้นวัสดุที่ใช้งานและสะสมในปัจจุบันของจำนวนมากของรูขุมขนที่นำไปสู่ Jiechubuliang ระหว่างวัสดุที่ใช้งาน LCO และสะสมในปัจจุบันซึ่งอาจจะเกิดจากความหนาแน่นของแรงดันต่ำ สาเหตุหลักมาจากรัศมีใหญ่ของขั้วไฟฟ้าเป็นรูปครึ่งวงกลมปรากฏในภูมิภาคที่มีความถี่สูง
เพื่อเป็นการตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานของ LCO อัดความหนาแน่นที่แตกต่างกันของขั้วไฟฟ้าบวก HirokiNara ถูกผลิตหลังจากการบดอัดและการลดความหนาเป็นลำดับ 0%, 10%, 15% และ 20% ของ LCO ขั้วบวกเป็นขั้วลบที่ทำจากโลหะ Li, การผลิตแบตเตอรี่แพคเกจที่อ่อนนุ่ม สามารถเห็นได้จากเส้นโค้งค่าจำหน่ายของมะเดื่อไม่มีกลิ้งในการลดความหนาของ 0% LCO โพลาไรซ์ขนาดใหญ่มากในระหว่างการชาร์จชาร์จช่วงเวลาได้ถึงแรงดันไฟฟ้าตัด 4.3 V และเป็นความหนาแน่นของการบดอัด ความหนาของอิเล็กโทรดที่เพิ่มขึ้นลดลง 15% และ 20% ของโพลาไรซ์ไฟฟ้าจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ. หลังจากดำเนินการค่าใช้จ่ายและการปล่อยทดสอบกระเป๋าแบตเตอรี่ Li โลหะขั้วลบถูกถอดออกเหลือเพียง LCO ขั้วบวก (ขั้วลบเพื่อขจัดอิทธิพลของโลหะหลี่) EIS ทดสอบแล้ว. กับการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของการบรรจุภูมิภาคความถี่ต้านทานติดต่อลักษณะเป็นรูปครึ่งวงกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญจากผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าช่วยลดความต้านทานติดต่อภายในขั้วไฟฟ้าจึงมีประสิทธิภาพช่วยลดขั้วไฟฟ้าขั้ว
เพื่อลดความต้านทานติดต่อระหว่างอัลฟอยล์เก็บในปัจจุบันและ LCO, ฮิโรกินาราเคลือบอัลฟอยล์และใช้แทนสามัญอัลฟอยล์ทดสอบรูปต่อไปนี้เป็นสามัญอัลฟอยล์ (สีฟ้า) และอัลเคลือบฟอยล์ (สีแดง) LCO จ่ายและการปล่อยเส้นโค้งของอิเล็กโทรด (ความหนาอิเล็กโทรดหลังจากบดลดลง 15%) สามารถเห็นได้จากรูปที่แรงดันไฟฟ้าชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้อินเทอร์เน็ตลดลงเหยียบย่ำอัลฟอยล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วงปล่อยแบตเตอรี่ขั้วภายในอย่างมีนัยสำคัญ ลดลงเพื่อให้กำลังการผลิตจำหน่ายของแบตเตอรี่ยังได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญยังมาจาก EIS สามารถมองเห็นได้ในความหนาแน่นของการบรรจุเดียวกันการใช้ของมีนัยสำคัญต่ำเคลือบฟอยล์อัลอิเล็กโทรติดต่อต้านทานภูมิภาคความถี่สูงเกือบ ไม่สามารถบอกได้จากภาพวาดของภูมิภาคความถี่กึ่งสูงเหลือเพียงภาคกลางของค่าใช้จ่ายในการแลกเปลี่ยนแสดงความต้านทานครึ่งวงกลมเหยียบย่ำลดความต้านทานการติดต่อของฟอยล์อัลมีผลอย่างมีนัยสำคัญมาก
ฮิโรกินาราวงจรสมมูลอธิบายไว้ในบทความที่จุดเริ่มต้น EIS ผล LCO ขั้วไฟฟ้าใช้ฟอยล์อัลเหยียบย่ำ LCO ขั้วบวก (แผงล่าง) และอัลฟอยล์ทั่วไปที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน (แผงล่างข) ได้รับการติดตั้งที่เหมาะสม กับผลการทดลองเห็นด้วยค่อนข้างดีด้วยข้อผิดพลาดน้อยกว่า 1%. เป็นผลที่เหมาะสมของกราฟที่แสดงด้านล่างสามารถมองเห็นความต้านทานติดต่อ Ril ระหว่างวัสดุที่ใช้งานและสะสมในปัจจุบันใช้เคลือบอัลฟอยล์อย่างมีนัยสำคัญมีขนาดเล็กกว่าปกติ อัลอิเล็กโทรฟอยล์และความต้านทานต่อการแพร่กระจายค่าใช้จ่ายการแลกเปลี่ยนไอออนและความต้านทานไม่ได้แตกต่างกันมากแสดงให้เห็นว่าอัลฟอยล์เหยียบย่ำส่วนใหญ่โดยการลดความต้านทานติดต่อระหว่างวัสดุที่ใช้งานและสะสมในปัจจุบันเพื่อเพิ่มแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความสามารถในอัตรา
การทำงานของฮิโรกินาราแสดงให้เห็นถึงความหนาแน่นของการบรรจุที่เหมาะสม (ประมาณ 20% การลดความหนา) LCO สำหรับการเสริมสร้างประสิทธิภาพของอัตราการไฟฟ้าเป็นสิ่งที่จำเป็น, ความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงการติดต่อระหว่างอนุภาคและสะสมในปัจจุบันระหว่างอนุภาค LCO LCO, จึงมีประสิทธิภาพการลดความต้านทานติดต่อในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของอัตราการอิเล็กโทรดที่นอกเหนือเหยียบย่ำบนฟอยล์อัลมีนัยสำคัญสามารถลดความต้านทานการติดต่อระหว่างวัสดุที่ใช้งาน LCO และสะสมในปัจจุบันขั้วเซลล์ลดลงเพื่อปรับปรุงเซลล์ LCO ความสามารถในอัตราที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ .
