Processus de formation et performances de batterie de phosphate de fer de lithium

La formation est un processus important dans le processus de fabrication des batteries au lithium. Pendant la formation, une couche de passivation est formée sur la surface de l'électrode négative, c.-à-d., un film solide d'interface d'électrolyte (film de SEI). La qualité du film de SEI affectera directement la vie de cycle, stabilité, et les propriétés électrochimiques telles que la décharge spontanée et la sécurité répondent aux exigences du cachetage « exempt d'entretien » pour les batteries secondaires. Cependant, les films de SEI constitués par différents processus chimiques de formation sont différents, et l'impact sur des performances de batterie est également très différent.
La méthode de précharge à faible intensité traditionnelle favorise la formation d'un film stable de SEI, mais le remplissage à faible intensité à long terme mènera à une augmentation de la résistance du film formé de SEI, qui affectera l'interprétation de décharge de taux des batteries lithium-ion, et le long temps de processus affectera l'efficacité de production. Les différents systèmes de batterie au lithium ont différents processus de formation. Ce document analyse l'installation de batterie du phosphate de fer de lithium (LFP) comme objet.

Le processus de formation de la batterie de LPF est habituellement choisi comme suit :

• Courant de remplissage 0.05C~0.2C, tension de coupure 3.6~3.7V, coupure de remplissage 0.025C~0.05C actuel, après avoir représenté une période (10-20min), décharge à 0.1~0.2C à 2.5V, support pendant une période (20 -60min). Sous différents mécanismes de remplissage et de décharge, les différents courants de remplissage affectent la formation et la qualité de SEI, et l'affect actuel de la coupure de temps et de remplissage de repos la période de processus de formation de la batterie.

Le processus de formation de batterie de la batterie de LFP doit choisir une tension de coupure appropriée. De la perspective de la structure cristalline matérielle, quand la tension de charge est plus grande que 3.7V, la structure de trellis du phosphate de fer de lithium peut être endommagée, affectant de ce fait les performances de cycle de la batterie.

Une partie de l'expérience de résistance interne et les résultats d'observation de SEM de morceau de poteau prouvent également l'exactitude des conclusions suivantes :

• 1. Convenablement la réduction de la tension de formation et du temps de formation peut effectivement réduire la génération de la précipitation de lithium sur la surface de l'électrode négative, de sorte qu'une feuille négative d'électrode avec une surface plus douce puisse être obtenue. C'est parce que quand la tension de formation est haute, le taux de production de gaz à l'intérieur de la batterie est tellement rapidement que le gaz à l'intérieur de la batterie ne peut pas être déchargé à temps et des dépôts sur la surface du séparateur, qui affecte l'équilibre de contact entre le séparateur et l'électrode négative. Pendant le processus de deintercalation des ions de lithium, le déséquilibre de contact entre l'intercalation excessive de deux causes des ions de lithium dans quelques secteurs, rendant la surface de l'électrode négative rugueuse, et affectant finalement les performances de la batterie.
• 2. Après que l'essai de résistance interne de la batterie après formation, il soit constaté que la résistance interne de la batterie peut être réduite en réduisant convenablement la tension de formation et le temps de formation. La résistance interne élevée provoquée par la tension élevée de formation est également liée à la surface approximative de l'électrode négative et à la formation des taches blanches. Puisque les taches blanches sont des composés de lithium et ont la conductivité pauvre, la résistance interne de la batterie est relativement grande.
• 3. Convenablement la réduction de la tension de formation dans la conception du processus de formation peut augmenter la capacité initiale de charge et de décharge de la batterie et améliorer les performances de cycle de la batterie. La tension excessive de formation fera facilement déposer le lithium et ses composés sur la surface de l'électrode négative, qui augmentera la capacité irréversible de la batterie et affectera inévitablement la capacité de la batterie. En raison de la présence du lithium et de ses composés, la capacité de la batterie se délabrera de plus en plus pendant le cycle de charge-décharge. Rapidement, affectez la vie de cycle de batterie.

XWELL peut fournir les équipements pour la formation de batterie de LFP :

• Machine cylindrique de formation et d'évaluation de cellules
• Machine prismatique de formation et d'évaluation de cellules