¿Por qué la compresión de las células de iones de litio es tan importante?

Las celdas de la batería de iones de litio experimentan cambios durante el ciclo. La compresión celular puede prevenir varios defectos, como la hinchazón.

Las principales causas de la hinchazón de las células se pueden dividir en dos categorías: una es el cambio en el grosor de la hoja del poste de la batería (durante el uso) Y el otro es el gas generado por la descomposición del oxígeno líquido electrolítico.

La compresión puede hacer que la ruta de migración dentro de la batería sea más suave, de modo que la hoja de ánodo y la hoja de cátodo y el separador encajen más estrechamente, reduzca la porosidad entre los materiales, para mejorar la velocidad de transmisión de electrones e iones entre los electrodos, y así reducir la resistencia interna. (aviso: Demasiada presión también aumentará la posibilidad de resistencia interna, por lo que se necesita una cierta cantidad de presión).

Con respecto al cambio en el grosor de la hoja del electrodo, el grosor de la batería de litio cambiará significativamente durante el uso, especialmente el electrodo negativo de grafito. Después del almacenamiento y el ciclo de alta temperatura, las baterías de litio son propensas a la hinchazón, y la tasa de crecimiento del espesor es entre 6% y 20%, de los cuales la tasa de expansión positiva es baja, solo 4%, Y la tasa de expansión negativa es más que 20%. Esto se debe a que el grafito negativo forma LiCx (como LiC24, LiC12 y LiC6, etc.) durante el proceso de inserción de litio, lo que resulta en cambios en el espaciado de la red y la generación de tensiones internas microscópicas. Lo que hace que el electrodo negativo se expanda.

Después de que se complete el conjunto de la batería, se generará una pequeña cantidad de gas inevitable durante el proceso de preformación, que es una de las fuentes de pérdida de capacidad irreversible de la celda de la batería. Durante el primer proceso de carga y descarga, los electrones y el electrolito en la superficie del electrodo negativo experimentan una reacción REDOX para formar gas, y se forma SEI en la superficie del electrodo negativo de grafito. A medida que aumenta el espesor de SEI, los electrones no pueden penetrar, inhibiendo así la descomposición oxidativa continua del electrolito. Sin embargo, durante el uso de la batería, la producción interna de gas aumentará gradualmente debido a las impurezas en el electrolito o la humedad excesiva en la batería. Además, el abuso de sobrecarga y sobredescarga de la batería, el cortocircuito interno, etc., también acelerará la velocidad de producción de gas de la batería y hará que la batería falle.

Por razones de seguridad, se aplica presión para exprimir el gas a la parte superior, y la válvula de seguridad se abre después de alcanzar 0.6Mpa.