Литий батареяларын өндірудегі он негізгі мәселе және талдау

Литий батареяларын өндірудегі он негізгі мәселе және талдау

1, Теріс электрод жабынындағы саңылаулардың себебі неде? Бұл материал жақсы дисперсті емес болғандықтан ба? Мұның себебі материалдың бөлшектердің өлшемдерінің нашар таралуы болуы мүмкін бе?

Тесіктердің пайда болуы келесі факторларға байланысты болуы керек: 1. Фольга таза емес; 2. Өткізгіш зат дисперсті емес; 3. Теріс электродтың негізгі материалы дисперсті емес; 4. Формуладағы кейбір ингредиенттерде қоспалар бар; 5. Өткізгіш агент бөлшектері біркелкі емес және таралу қиын; 6. Теріс электрод бөлшектері біркелкі емес және таралу қиын; 7. Формула материалдарының өзінде сапа мәселелері бар; 8. Араластыруға арналған ыдыс мұқият тазаланбады, нәтижесінде кәстрөл ішінде құрғақ ұнтақ қалды. Тек процесс мониторингіне өтіп, нақты себептерді өзіңіз талдаңыз.

Сондай-ақ, диафрагмадағы қара дақтарға қатысты мен оларды көп жылдар бұрын кездестірдім. Алдымен оларға қысқаша жауап берейін. Кез келген қателерді түзетіңіз. Сараптамаға сәйкес, қара дақтар батареяның поляризациялық разрядынан туындаған сепаратордың жергілікті жоғары температурасынан туындайтыны және теріс электрод ұнтағы сепараторға жабысатыны анықталды. Поляризация разряды материалды және технологиялық себептерге байланысты аккумулятордың катушкасындағы ұнтаққа қосылған белсенді заттардың болуымен туындайды, нәтижесінде батарея қалыптасып, зарядталғаннан кейін поляризация разряды пайда болады. Жоғарыда аталған мәселелерді болдырмау үшін алдымен белсенді заттар мен металл ұжымдары арасындағы байланысты шешу үшін тиісті араластыру процестерін қолдану қажет, сондай-ақ аккумулятор тақтасын жасау және аккумуляторды құрастыру кезінде ұнтақты жасанды кетіруге жол бермеу керек.

Қаптау процесінде батареяның жұмысына әсер етпейтін кейбір қоспаларды қосу электродтың белгілі бір өнімділігін жақсартуы мүмкін. Әрине, бұл компоненттерді электролитке қосу біріктіру әсеріне қол жеткізе алады. Диафрагманың жергілікті жоғары температурасы электрод пластиналарының біркелкі болмауынан туындайды. Қатаң айтқанда, ол микро қысқа тұйықталуға жатады, ол жергілікті жоғары температураны тудыруы мүмкін және теріс электродтың ұнтағын жоғалтуы мүмкін.

2, Батареяның шамадан тыс ішкі кедергісінің себептері қандай?

Технология тұрғысынан:

1). Оң электрод ингредиентінде өткізгіш зат тым аз (материалдар арасындағы өткізгіштік жақсы емес, себебі литий кобальттың өткізгіштігі өте нашар)

2). Оң электрод ингредиентіне арналған желім тым көп. (Желімдер – әдетте күшті оқшаулау қасиеттері бар полимерлі материалдар)

3). Теріс электрод ингредиенттері үшін шамадан тыс желім. (Желімдер – әдетте күшті оқшаулау қасиеттері бар полимерлі материалдар)

4). Ингредиенттердің біркелкі таралуы.

5). Ингредиенттерді дайындау кезінде толық емес байланыстырғыш еріткіш. (NMP, суда толық ерімейді)

6). Қаптама суспензиясының бетінің тығыздығы тым жоғары. (Ұзақ иондық миграция қашықтығы)

7). Тығыздау тығыздығы тым жоғары, ал прокат тым тығыздалған. (Шамадан тыс домалау белсенді заттардың құрылымына зақым келтіруі мүмкін)

8). Оң электродтың құлағы қатты дәнекерленбеген, нәтижесінде виртуалды дәнекерлеу жүргізіледі.

9). Теріс электродтың құлағы мықтап дәнекерленбеген немесе тойтармаған, нәтижесінде жалған дәнекерлеу немесе ажырату.

10). Орам тығыз емес, өзегі бос. (Оң және теріс электродтар арасындағы қашықтықты арттырыңыз)

11). Оң электродтың құлағы корпусқа мықтап дәнекерленбеген.

12). Теріс электродтың құлағы мен полюсі мықтап дәнекерленбеген.

13). Батареяның пісіру температурасы тым жоғары болса, диафрагма кішірейеді. (Кішірейтілген диафрагма апертурасы)

14). Сұйықтықты айдау мөлшері жеткіліксіз (өткізгіштік төмендейді, айналымнан кейін ішкі кедергі тез артады!)

15). Сұйықтықты инъекциядан кейін сақтау уақыты тым қысқа және электролит толық сіңбеген

16). Қалыптастыру кезінде толық іске қосылмаған.

17). Қалыптасу процесінде электролиттің шамадан тыс ағуы.

18). Өндіріс процесінде суды бақылау жеткіліксіз, бұл батареяның кеңеюіне әкеледі.

19). Батареяны зарядтау кернеуі тым жоғары орнатылған, бұл шамадан тыс зарядтауды тудырады.

20). Негізсіз батареяны сақтау ортасы.

Материалдар бойынша:

21). Оң электрод материалы жоғары қарсылыққа ие. (Темір өткізгіштік, мысалы, литий темір фосфаты)

22). Диафрагма материалының әсері (диафрагма қалыңдығы, шағын кеуектілік, шағын кеуек өлшемі)

23). Электролиттік материалдардың әсері. (Төмен өткізгіштік және жоғары тұтқырлық)

24). PVDF материалының оң электродты әсері. (салмағы немесе молекулалық салмағы жоғары)

25). Оң электродты өткізгіш материалдың әсері. (Нашар өткізгіштік, жоғары қарсылық)

26). Оң және теріс электродты құлақ материалдарының әсерлері (жұқа қалыңдық, нашар өткізгіштік, біркелкі емес қалыңдық және нашар материал тазалығы)

27). Мыс фольга және алюминий фольга материалдары нашар өткізгіштікке немесе беттік оксидтерге ие.

28). Қақпақ пластинасының полюсінің тойтарма контактінің ішкі кедергісі тым жоғары.

29). Теріс электрод материалы жоғары қарсылыққа ие. басқа аспектілері

30). Ішкі кедергілерді сынау аспаптарының ауытқуы.

31). Адамның операциясы.

3、 Электродтық пластиналардың біркелкі емес жабыны үшін қандай мәселелерге назар аудару керек?

Бұл мәселе өте жиі кездеседі және бастапқыда салыстырмалы түрде оңай шешілді, бірақ көптеген жабын жұмысшылары қорытындылауда жақсы емес, нәтижесінде кейбір бар проблемалық нүктелер қалыпты және болмай қоймайтын құбылыстарға әдепкі бойынша қайтарылады. Біріншіден, мәселені мақсатты түрде шешу үшін беттің тығыздығына әсер ететін факторларды және беттік тығыздықтың тұрақты мәніне әсер ететін факторларды нақты түсіну қажет.

Қаптама бетінің тығыздығына әсер ететін факторларға мыналар жатады:

1). Материалдық факторлардың өзі

2). Формула

3). Материалдарды араластыру

4). Қаптау ортасы

5). Пышақтың шеті

6). Шламның тұтқырлығы

7). Полюс жылдамдығы

8). Бетінің тегістігі

9). Қаптау машинасының дәлдігі

10). Пештің жел күші

11). Қаптаманың керілуі және т.б

Электродтың біркелкілігіне әсер ететін факторлар:

1). Шлам сапасы

2). Шламның тұтқырлығы

3). Жол жүру жылдамдығы

4). Фольга кернеуі

5). Кернеу тепе-теңдігі әдісі

6). Қаптаманың тарту ұзындығы

7). Шу

8). Бетінің тегістігі

9). Пышақтың тегістігі

10). Фольга материалының тегістігі және т.б

Жоғарыда айтылғандар тек кейбір факторлардың тізбесі болып табылады және бетінің қалыпты тығыздығын тудыратын факторларды арнайы жою үшін себептерді өзіңіз талдауыңыз керек.

4、 Алюминий фольга мен мыс фольганы оң және теріс электродтарды ағымдағы жинау үшін пайдаланудың ерекше себебі бар ма? Оны кері пайдалануда қандай да бір мәселе бар ма? Тот баспайтын болаттан жасалған торды тікелей пайдаланатын көптеген әдебиеттерді көрдіңіз бе? Айырмашылық бар ма?

1). Екеуі де сұйықтық жинағыш ретінде пайдаланылады, өйткені олар жақсы өткізгіштікке, жұмсақ құрылымға ие (бұл байланыстыру үшін де пайдалы болуы мүмкін) және салыстырмалы түрде кең таралған және арзан. Бұл ретте екі бет те оксидті қорғаныш пленка қабатын құра алады.

2). Мыстың бетіндегі оксидті қабат жартылай өткізгіштерге жатады, электронды өткізгіштікке ие. Оксидті қабат тым қалың және жоғары кедергіге ие; Алюминий бетіндегі оксид қабаты оқшаулағыш болып табылады, ал оксид қабаты электр тогын өткізе алмайды. Дегенмен, оның жұқа қалыңдығына байланысты электронды өткізгіштік туннельдік эффект арқылы қол жеткізіледі. Егер оксид қабаты қалың болса, алюминий фольгасының өткізгіштік деңгейі нашар, тіпті оқшаулау. Қолданар алдында май дақтары мен қалың оксид қабаттарын кетіру үшін сұйықтық жинағыштың бетін тазалаған дұрыс.

3). Оң электродтық потенциал жоғары, ал алюминий жұқа оксид қабаты өте тығыз, бұл коллектордың тотығуын болдырмайды. Мыс фольгасының оксидті қабаты салыстырмалы түрде бос және оның тотығуына жол бермеу үшін потенциалдың төмен болуы жақсы. Сонымен қатар Li үшін төмен потенциалда Cu-мен литий интеркаляциялық қорытпасын қалыптастыру қиын. Алайда, егер мыс беті қатты тотыққан болса, Li мыс оксидімен сәл жоғары потенциалда әрекеттеседі. AL фольгасын теріс электрод ретінде пайдалануға болмайды, өйткені төмен потенциалдарда LiAl легірленуі мүмкін.

4). Сұйықтықты жинау таза композицияны қажет етеді. AL-ның таза емес құрамы беткі бет маскасының ықшам емес болуына және коррозияға әкеледі, ал одан да көп беттік бет маскасының бұзылуы LiAl қорытпасының пайда болуына әкеледі. Мыс торды сутек сульфатымен тазартады, содан кейін деиондандырылған сумен пісіреді, ал алюминий торды аммиак тұзымен тазартады, содан кейін ионсыздандырылған сумен пісіреді. Бүріккіш тордың өткізгіш әсері жақсы.

5、 Катушка өзегінің қысқа тұйықталуын өлшегенде, батареяның қысқа тұйықталу сынағы қолданылады. Кернеу жоғары болған кезде ол қысқа тұйықталу ұяшығын дәл тексере алады. Сонымен қатар, қысқа тұйықталу сынаушысы жоғары кернеуді бұзу принципі қандай?

Батарея ұяшығындағы қысқа тұйықталуды өлшеу үшін кернеудің қаншалықты жоғары қолданылатыны келесі факторларға байланысты:

1). Сіздің компанияңыздың технологиялық деңгейі;

2). Батареяның өзінің құрылымдық дизайны

3). Батареяның диафрагмалық материалы

4). Батареяның мақсаты

Әртүрлі компаниялар әртүрлі кернеулерді пайдаланады, бірақ көптеген компаниялар үлгі өлшеміне немесе сыйымдылығына қарамастан бірдей кернеуді пайдаланады. Жоғарыда келтірілген факторларды кему ретімен орналастыруға болады: 1>4>3>2, яғни сіздің компанияңыздың технологиялық деңгейі қысқа тұйықталу кернеуінің өлшемін анықтайды.

Қарапайым тілмен айтқанда, бұзылу принципі әлсіз байланыстар деп атауға болатын электрод пен диафрагма арасында шаң, бөлшектер, үлкенірек диафрагма саңылаулары, саңылаулар және т.б. сияқты ықтимал қысқа тұйықталу факторларының болуына байланысты. Бекітілген және жоғары кернеуде бұл әлсіз буындар оң және теріс электродтық пластиналар арасындағы жанасу кедергісін басқа жерлерге қарағанда кішірек етеді, бұл ауаны иондауды және доғаларды құруды жеңілдетеді; Немесе оң және теріс полюстер қазірдің өзінде қысқа тұйықталған, ал байланыс нүктелері кішкентай. Жоғары кернеу жағдайында бұл шағын байланыс нүктелері бірден үлкен токтар арқылы өтеді, электр энергиясын жылу энергиясына түрлендіреді, мембрананың лезде еріп кетуіне немесе бұзылуына әкеледі.

6, Материал бөлшектерінің мөлшері разрядтық токқа қандай әсер етеді?

Қарапайым сөзбен айтқанда, бөлшектердің өлшемі неғұрлым аз болса, өткізгіштік соғұрлым жақсы болады. Бөлшектердің өлшемі неғұрлым үлкен болса, өткізгіштік соғұрлым нашар болады. Әрине, жоғары жылдамдықты материалдар әдетте құрылымы, ұсақ бөлшектері және жоғары өткізгіштігі бойынша жоғары.

Тек теориялық талдаудан, оған іс жүзінде қалай жетуге болатынын тек материал жасайтын достар ғана түсіндіре алады. Ұсақ бөлшектердің материалдарының өткізгіштігін жақсарту, әсіресе наносөлшемді материалдар үшін өте қиын міндет, ал ұсақ бөлшектері бар материалдар салыстырмалы түрде аз тығыздауға, яғни шағын көлемді сыйымдылыққа ие болады.

7、 Оң және теріс электрод табақшалары оралғаннан кейін 12 сағат пісірілгеннен кейін 10 мм-ге көтерілді, неге мұндай үлкен көтерілу бар?

Екі негізгі әсер етуші фактор бар: материалдар және процестер.

1). Материалдардың өнімділігі әр түрлі материалдарда өзгеретін кері шығу коэффициентін анықтайды; Бірдей материал, әртүрлі формулалар және әртүрлі кері қайтару коэффициенттері; Бірдей материал, бірдей формула, таблетканың қалыңдығы әртүрлі, ал қайта көтерілу коэффициенті әртүрлі;

2). Процесті басқару жақсы болмаса, ол сонымен қатар кері кетуді тудыруы мүмкін. Сақтау уақыты, температура, қысым, ылғалдылық, қабаттастыру әдісі, ішкі кернеу, жабдық және т.б.

8, Цилиндрлік аккумуляторлардың ағып кету мәселесін қалай шешуге болады?

Цилиндр сұйық инъекциядан кейін жабылады және тығыздалады, сондықтан тығыздау цилиндрді тығыздау қиынға соғады. Қазіргі уақытта цилиндрлік батареяларды жабудың бірнеше жолы бар:

1). Лазерлік дәнекерлеуді тығыздау

2). Тығыздағыш сақинаны тығыздау

3). Желімді тығыздау

4). Ультрадыбыстық дірілді тығыздау

5). Жоғарыда аталған екі немесе одан да көп тығыздау түрлерінің комбинациясы

6). Басқа пломбалау әдістері

Ағып кетудің бірнеше себептері:

1). Нашар нығыздау сұйықтықтың ағуын тудыруы мүмкін, әдетте тығыздау аймағының деформациясы мен ластануына әкеледі, бұл нашар тығыздауды көрсетеді.

2). Тығыздаудың тұрақтылығы да фактор болып табылады, яғни герметикалау кезінде тексеруден өтеді, бірақ тығыздау аймағы оңай бұзылып, сұйықтықтың ағып кетуіне әкеледі.

3). Қалыптастыру немесе сынау кезінде тығыздағыш төтеп бере алатын максималды кернеуге жету үшін газ өндіріледі, бұл тығыздағышқа әсер етуі және сұйықтықтың ағып кетуіне әкелуі мүмкін. 2-тармақтан айырмашылығы, 2-тармақ ақаулы өнімнің ағып кетуіне жатады, ал 3-тармақ зақымдаушы ағып кетуге жатады, яғни тығыздағыш білікті, бірақ шамадан тыс ішкі қысым тығыздағыштың бұзылуына әкелуі мүмкін.

4). Басқа ағып кету әдістері.

Арнайы шешім ағып кету себебіне байланысты. Себеп анықталса, оны шешу оңай, бірақ қиындық себебін табудың қиындығында, өйткені цилиндрдің тығыздағыш әсерін тексеру салыстырмалы түрде қиын және көбінесе локальды тексерулер үшін қолданылатын зақымдар түріне жатады. .

9、 Тәжірибе жүргізгенде әрқашан электролиттің артық мөлшері болады. Электролиттің артық болуы батареяның төгілусіз жұмысына әсер ете ме?

Толып кету жоқ па? Бірнеше жағдай бар:

1). Электролит дұрыс

2). Аздап шамадан тыс электролит

3). Электролиттің шамадан тыс мөлшері, бірақ шегіне жетпейді

4). Электролиттің көп мөлшері шамадан тыс, шекке жақындайды

5). Ол өзінің шегіне жетті және мөрленуі мүмкін

Бірінші сценарий - ешқандай проблемаларсыз тамаша сценарий.

Екінші жағдай - шамалы артықшылық кейде дәлдік мәселесі, кейде дизайн мәселесі және әдетте дизайннан сәл артық.

Үшінші сценарий проблема емес, бұл тек шығын.

Төртінші жағдай біршама қауіпті. Өйткені батареяларды пайдалану немесе сынау процесінде әртүрлі себептер электролиттің ыдырауына және кейбір газдардың пайда болуына әкелуі мүмкін; Батарея қызады, бұл термиялық кеңеюді тудырады; Жоғарыда аталған екі жағдай батареяның дөңес (деформация деп те аталады) немесе ағып кетуіне оңай себеп болуы мүмкін, бұл батареяның қауіпсіздік қаупін арттырады.

Бесінші сценарий шын мәнінде одан да үлкен қауіп төндіретін төртінші сценарийдің жетілдірілген нұсқасы болып табылады.

Асыра айтқанда, сұйықтық батареяға айналуы мүмкін. Яғни, оң және теріс электродтардың екеуін бір уақытта электролиттің көп мөлшері (мысалы, 500 мл стакан) бар контейнерге салу. Осы уақытта оң және теріс электродтарды зарядтауға және разрядтауға болады, бұл да батарея. Сондықтан мұнда артық электролит аз емес. Электролит тек өткізгіш орта болып табылады. Дегенмен, батареяның көлемі шектеулі және осы шектеулі көлемде кеңістікті пайдалану және деформация мәселелерін қарастыру заңды.

10、 Инъекцияланған сұйықтық мөлшері тым аз бола ма және батарея бөлінгеннен кейін ол дөңес бола ма?

Тек қажет емес деп айтуға болады, бұл сұйықтықтың қаншалықты аз енгізілгеніне байланысты.

1). Батарея ұяшығы толығымен электролитке малынған болса, бірақ қалдық болмаса, сыйымдылықты бөлгеннен кейін аккумулятор томпайды;

2). Егер аккумулятор элементі электролитке толығымен малынған болса және аздаған қалдық болса, бірақ айдалатын сұйықтық мөлшері сіздің компанияңыздың талабынан аз болса (әрине, бұл талап аздап ауытқуы бар оңтайлы мән болуы міндетті емес), бөлінген сыйымдылық батареясы бұл уақытта дөңес болмайды;

3). Батарея ұяшығы толығымен электролитке малынған болса және қалдық электролиттің көп мөлшері болса, бірақ сіздің компанияңыздың инъекция мөлшеріне қойылатын талаптары нақтыдан жоғары болса, жеткіліксіз инъекция мөлшері деп аталатын компанияның тұжырымдамасы ғана және ол шынымен көрсете алмайды. аккумулятордың нақты инъекция мөлшерінің жарамдылығы және бөлінген сыйымдылығы батареяның дөңес еместігі;

4). Сұйықтық инъекция көлемінің айтарлықтай жеткіліксіздігі. Бұл да дәрежеге байланысты. Егер электролит батарея ұяшығын əрең сіңдірсе, ол ішінара сыйымдылықтан кейін дөңес болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін, бірақ батареяның дөңес болу ықтималдығы жоғары;

Егер аккумулятор ұяшығында сұйықтық инъекциясының айтарлықтай жетіспеушілігі болса, батареяның пайда болуы кезіндегі электр энергиясы химиялық энергияға айналмайды. Осы уақытта сыйымдылық ұяшығының дөңес болу ықтималдығы 100% дерлік.

Сонымен, оны келесідей қорытындылауға болады: Батареяның нақты оңтайлы сұйықтық айдау мөлшері Mg деп есептесек, сұйықтық айдау мөлшері салыстырмалы түрде аз болатын бірнеше жағдайлар бар:

1). Сұйықтықты айдау көлемі=M: Батарея қалыпты

2). Сұйықтықты айдау мөлшері M-ден сәл аз: аккумулятордың дөңес сыйымдылығы жоқ, ал сыйымдылық қалыпты немесе жобалық мәннен сәл төмен болуы мүмкін. Велосипедтің дөңес болу ықтималдығы артады және велосипед өнімділігі нашарлайды;

3). Сұйықтықты айдау мөлшері M-ден әлдеқайда аз: батареяның салыстырмалы түрде жоғары сыйымдылығы және дөңес жылдамдығы бар, нәтижесінде сыйымдылығы төмен және велосипед тұрақтылығы нашар. Әдетте бірнеше аптадан кейін сыйымдылық 80%-дан аз болады

4). M=0, батарея дөңес емес және сыйымдылығы жоқ.