Phân tích điện dung thấp của tế bào—Suy nghĩ
Nghe nói rằng có điện dung thấp của pin, phản ứng đầu tiên phải là xác nhận xem vấn đề điện dung thấp có đúng không. Nói một cách đơn giản, trước tiên cần xác nhận xem quá trình phân chia dung lượng có được đặt không chính xác hay không (ví dụ: dòng xả có được đặt quá lớn hay thời gian sạc có được đặt ngắn hay không); nếu cài đặt bước chia dung lượng không có vấn đề gì thì cần thay điểm kiểm tra sau đó tiến hành điều chỉnh các cell pin. Tiến hành phân chia lại, đồng thời trong lòng thầm niệm: "Sau lần phân chia thứ hai, nhất định không được thấp thỏm nữa." Tất nhiên, đối với sản xuất hàng loạt và thậm chí hàng mẫu, xác suất công suất thấp hàng loạt do lỗi của tủ phụ công suất là rất thấp. Nói chung, có một vấn đề thực sự với các tế bào pin. Nếu điện dung thấp vẫn thấp sau khi kiểm tra lại, có thể xác nhận rằng vấn đề điện dung thấp thực sự tồn tại (đồng thời, tốt nhất bạn nên theo dõi quá trình kiểm tra lại: sạc đầy 3 pin kiểm tra lại để sử dụng sau).
Sau khi xác nhận sự tồn tại của điện dung thấp, cần xác nhận thêm tần suất và mức độ nghiêm trọng của điện dung thấp, đồng thời nắm bắt được tình hình thực tế của điện dung thấp nói chung. Các mẫu thường là một đợt, không có gì nhiều để nói; nhưng mô hình sản xuất hàng loạt có hai tình huống: "mô hình này luôn có công suất thấp" và "mô hình này thỉnh thoảng có công suất thấp". Trước đây, phân tích nên lấy thiết kế, góc độ lựa chọn vật liệu và các vấn đề dai dẳng gặp phải trong quá trình sản xuất hàng loạt trong một thời gian dài làm điểm vào và hướng ưu tiên (ví dụ: sự phù hợp của vật liệu này chưa được xác minh? Dị thường công suất thấp nhưng đã bị trì hoãn và chưa được giải quyết); đối với loại sau, cần ưu tiên vận hành dây chuyền sản xuất và thay đổi quy trình (ví dụ: lô điện cực âm này có bị nghiền nát không? Có phải do dây chuyền sản xuất bị rút ngắn thời gian lão hóa đầu ra không? Có phải quy trình đã thay đổi so với trước và thay đổi này có nguy cơ gây ra điện dung thấp). Sau khi xác nhận tần số, cần xác nhận mức độ nghiêm trọng tương đối không quan trọng, nghĩa là tỷ lệ các ô có điện dung thấp và tỷ lệ dung lượng thấp hơn giá trị yêu cầu. Ở một mức độ lớn hơn, việc xác nhận mức độ nghiêm trọng là để cung cấp cơ sở cho khả năng nới lỏng thông số công suất và xác định số lượng hết hàng. Đối với việc phân tích vấn đề, tầm quan trọng không quan trọng bằng tần suất xác nhận, nhưng nó vẫn rất cần thiết.
Sau khi nắm bắt được toàn bộ tình hình thực tế của khả năng chịu đựng thấp, cần phải bắt đầu phân tích. Đối với các chuyên gia có trình độ cao từng gặp phải vấn đề tương tự, việc tháo 3 cục pin sẽ có thể xác định sơ bộ nguyên nhân thực sự dẫn đến dung lượng thấp. Nhưng đối với những người bình thường, một là chúng ta khó có khả năng và tích lũy tương đồng, hai là việc chụp ảnh ba cục pin không thể giải thích cặn kẽ vấn đề với cấp trên và đồng nghiệp (ngay cả khi kết luận của bạn là đúng). Do đó, một cách tiếp cận có hệ thống hơn là cần thiết. Trước khi phân tích hệ thống, bạn có thể tháo rời ô điện dung thấp đã được kiểm tra lại và sạc đầy để xem giao diện. Nếu không có vấn đề gì, rất có thể là do lớp phủ sáng của điện cực dương hoặc biên độ thiết kế không đủ; nếu có vấn đề với giao diện, đó có thể là vấn đề ở tất cả các khía cạnh của quy trình hoặc thiết kế (điều này không phải là vô nghĩa).
Phân tích bắt đầu. Trước hết, bạn cần ít nhất 8 ô có dung lượng thấp + 8 ô có dung lượng đủ tiêu chuẩn. Sau đó, các ô có điện dung thấp được chia ngẫu nhiên thành hai nhóm, nhóm có dung lượng thấp A và nhóm có dung lượng thấp B, và các ô đủ điều kiện được chia ngẫu nhiên thành hai nhóm, nhóm đủ tiêu chuẩn A và nhóm đủ tiêu chuẩn B. Sau đó xả điện hai tế bào nhóm A đến điện áp tĩnh khoảng 3,0V (Wenwu đã quen với việc xả 0,5C đến 3,0V và sau đó là 0,2C đến 2,5V; tất nhiên, các đối tượng là oxit lithium coban và điện cực âm bậc ba + than chì); Giải quyết các ô có dung lượng thấp và đủ tiêu chuẩn, nướng chân không tấm điện cực dương ở nhiệt độ trên 85 ° C trong 24 giờ (các thông số nướng cụ thể chưa được DOE xác minh, nhưng có thể xác định rằng các thông số đã cho có thể được phân tích) , sau đó cân thấp Chênh lệch trọng lượng giữa điện cực dương và điện cực dương đủ tiêu chuẩn; nếu trọng lượng của điện cực công suất thấp thấp hơn đáng kể so với điện cực dương đủ tiêu chuẩn hoặc thấp hơn phạm vi quy trình, về cơ bản có thể đánh giá rằng công suất thấp là do lớp phủ nhẹ của điện cực dương gây ra. Có hai điểm cần được thêm vào để cân trọng lượng của miếng cực sau khi nướng: Thứ nhất, mặc dù nguồn lithium không thể đảo ngược đầu tiên của điện cực dương sẽ khiến điện cực dương giảm một chút trọng lượng, nhưng trọng lượng của tổng lithium không thể đảo ngược nguồn chỉ chiếm khoảng 5% nguồn lithium điện cực dương, chiếm Trọng lượng của điện cực dương nhỏ hơn 0,5%, ngay cả khi thêm nguồn lithium không thể đảo ngược do kết tủa lithium gây ra, độ sáng của điện cực dương sẽ không được ít hơn 1% tổng trọng lượng của điện cực; không thể cho chất điện phân trong quá trình nướng. Được nướng hoàn toàn, nhưng trọng lượng còn lại thực tế cũng bị giới hạn so với trọng lượng mảnh cực. Nói chung, chênh lệch giữa trọng lượng của miếng cực sau khi nướng điện cực dương và trọng lượng thực của miếng cực trước khi quấn sẽ không vượt quá 2%. Hơn nữa, so với trọng lượng của điện cực dương đủ tiêu chuẩn có dung lượng và trọng lượng của miếng điện cực có dung lượng thấp, phương pháp này khá đáng tin cậy (ngoài ra, tôi nghe nói rằng có thể lau thứ gì đó trên miếng điện cực để giúp làm khô chất điện phân , chi tiết về nguyên tắc quân dân tôi không hiểu lắm, mong các bạn nào biết thì cho lời khuyên). Thứ hai là phương pháp tương tự không phù hợp với điện cực âm, vì điện cực âm khi được hình thành sẽ tăng rất nhiều trọng lượng, nhưng tỷ lệ tăng trọng lượng của điện cực âm sau khi chuyển đổi có thể được đưa ra thông qua các thí nghiệm, sau đó trọng lượng của tấm điện cực âm có thể được đảo ngược để xác định xem công suất thấp có phải do điện cực âm dư thừa gây ra hay không; Tuy nhiên, Wenwu chưa thực hiện các thí nghiệm tương tự và những người bạn quan tâm có thể tự mình kiểm tra.
Nếu khẳng định nguyên nhân dương điện quá nhẹ là do công suất thấp thì đó là điều may mắn, nhưng trên thực tế, xác suất của sự may mắn này thường chỉ là đề phòng. Trong trường hợp này, nó phụ thuộc vào phân tích của nhóm B dung lượng thấp và nhóm B đủ điều kiện. Các tế bào nhóm B cần được sạc đầy, sau đó tháo rời để so sánh sự khác biệt trong giao diện âm. Khả năng xả thấp tương đương với khả năng tích điện thấp, tương đương với việc sạc đầy điện cực âm. Giao diện sẽ bất thường. Trên thực tế, trong hầu hết các trường hợp, miễn là dung lượng thấp xảy ra, bất kể ô có dung lượng thấp hay chất lượng, giao diện sẽ có những bất thường tương tự, nhưng mức độ là khác nhau. Khi ghi lại tình trạng giao diện của ô, đồng thời cần ghi lại dung lượng thực tế của ô tương ứng. Cuối cùng, nó thường tương tự như kết luận rằng sự bất thường về giao diện của tế bào có điện dung thấp và mức độ cao là nghiêm trọng hơn.
Phân tích điện dung thấp của tế bào - Thiết kế
Sự phù hợp của vật liệu, đặc biệt là sự phù hợp của điện cực âm và chất điện phân, có tác động đặc biệt đáng kể đến công suất của tế bào. Bởi vì lý thuyết của Wenwu kém và hầu như không thể nhận được câu trả lời từ miệng nhà cung cấp tương tự như "Tại sao chất điện phân của bạn khớp với điện cực âm của người khác sẽ kết tủa lithium và dung lượng thấp", nên mặc dù tôi đã gặp phải nhiều lần do sự phù hợp của vật liệu. một tình huống có cấu hình thấp, nhưng nguyên tắc xảy ra của nó luôn là một điều chưa được hiểu rõ, chỉ một số phỏng đoán của riêng tôi. Đối với một điện cực âm mới hoặc một chất điện phân mới, nếu lặp lại thử nghiệm mà mỗi lần tế bào sẽ kết tủa lithium và có công suất thấp, thì khả năng cao là bản thân các vật liệu không phù hợp. Nguyên nhân của sự không phù hợp có thể là do màng SEI được hình thành trong quá trình hình thành không đủ đậm đặc, quá dày hoặc không ổn định hoặc có thể do PC trong chất điện phân bị bong ra khỏi lớp than chì. Không thể thích ứng với tốc độ sạc và xả cao. Mặc dù chúng tôi không thể hình dung ra lý thuyết, nhưng nếu có vấn đề, trước tiên hãy hỏi nhà cung cấp xem có đề xuất giải pháp tốt nào không (tương tự như tối ưu hóa quá trình hình thành, giảm dòng sạc và xả, v.v.), nếu đề xuất của nhà cung cấp không hợp lệ hoặc hoàn toàn không Đề xuất, sau đó thay đổi tài liệu.
Màng ngăn cũng là một yếu tố có thể gây ra điện dung thấp. Khi Wenwu sử dụng màng ngăn PP giá rẻ một lớp từ một nhà máy trong nước trước đây (mặc dù tôi ghét bạn, nhưng tôi sẽ không nêu tên bạn), và phát hiện ra rằng màng ngăn pin quấn tay Hướng dọc của vị trí giữa của lớp là bị nhăn và điện cực âm ở chỗ bị nhăn không được cắm hoàn toàn vào lithium và không chuyển sang màu vàng vàng, điều này ảnh hưởng đến dung lượng của tế bào khoảng 3%. Mặc dù hai mẫu còn lại sử dụng cuộn dây bán tự động, màng loa ít bị nhăn hơn và ảnh hưởng 1% đến công suất, nhưng nó không phải là cơ sở để tắt màng loa.
Công suất thiết kế không đủ dự trữ cũng sẽ gây ra công suất thấp. Do lớp phủ tích cực và tiêu cực, lỗi của thùng chứa phụ và ảnh hưởng của keo đến công suất, nên phải để lại một giới hạn công suất nhất định trong thiết kế. Khi thiết kế biên dung lượng, bạn có thể tính toán dung lượng của các ô trong tất cả các quy trình nằm chính xác ở đường trung tâm rồi bỏ lề hoặc bạn có thể tính toán dung lượng sau khi tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng đã xảy ra dưới giới hạn. Đối với các vật liệu mới, việc đánh giá chính xác hiệu suất gam của cực âm trong hệ thống này là rất quan trọng. Tỷ lệ dung lượng, dòng điện cắt, tốc độ nạp và xả, và loại chất điện phân đều sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của điện cực dương. Nếu giá trị thiết kế của điện cực dương được tăng lên một cách giả tạo để đạt được công suất mục tiêu, thì điều đó tương đương với việc không đủ công suất thiết kế. Không có vấn đề gì với giao diện của pin và không có vấn đề gì với toàn bộ dữ liệu quá trình, nhưng pin có dung lượng thấp. Do đó, các vật liệu mới phải chú ý đến việc đánh giá hiệu suất chính xác của điện cực dương. Không phải điện cực dương nào cũng có hiệu suất như nhau khi ghép với bất kỳ điện cực âm và chất điện phân nào.
Điện cực âm quá mức cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của điện cực dương ở một mức độ nhất định, do đó ảnh hưởng đến công suất của tế bào. Điện cực âm quá mức không phải là "miễn là lithium không bị kết tủa". Tiếp tục tăng điện cực âm dư thừa ở giới hạn dưới của điện cực âm dư thừa mà không có kết tủa lithium và hiệu suất của điện cực dương sẽ tăng khoảng 1% đến 2% (nhưng nguyên tắc không rõ ràng lắm). Tất nhiên, dù tăng nhưng sản lượng công suất thiết kế càng lớn càng tốt. Nếu điện cực âm quá mức, miễn là đảm bảo không kết tủa lithium. Khi lượng dư thừa của điện cực âm quá cao, hiệu suất gram của điện cực dương sẽ giảm trở lại, vì cần nhiều lithium không thể đảo ngược hơn để hình thành. Tất nhiên, xác suất xảy ra điều này gần như không tồn tại.
Khi thể tích phun chất lỏng thấp, thể tích giữ chất lỏng tương ứng cũng sẽ giảm. Khi thể tích giữ chất lỏng của pin quá nhỏ, hiệu ứng xen kẽ và khử xen kẽ của ion lithium trong các điện cực dương và âm sẽ bị ảnh hưởng, dẫn đến dung lượng thấp. Mặc dù chi phí và quy trình sẽ có ít áp suất hơn sau khi giảm lượng phun chất lỏng, nhưng tiền đề của việc giảm lượng phun chất lỏng phải là nó không ảnh hưởng đến hiệu suất của tế bào. Tất nhiên, việc giảm thể tích phun chất lỏng (ví dụ: Wenwu đã từng giảm thể tích phun chất lỏng của một kiểu máy xuống 2,45g/Ah, và kết quả là một cái chết thảm hại) sẽ chỉ làm tăng khả năng công suất thấp do khả năng giữ chất lỏng không đủ. tế bào pin. kết quả không cần thiết. Đồng thời, mô hình càng khó hấp thụ chất lỏng thì chất điện phân dư thừa càng nhiều, để đảm bảo tiếp xúc tốt hơn với miếng cực trong quá trình thấm chất điện phân. Do lượng chất lỏng giữ lại bị ảnh hưởng rất nhiều bởi vật liệu và độ cứng của tế bào nên không thể đưa ra một tiêu chuẩn thống nhất và chỉ có thể dựa trên các thí nghiệm. Khi khả năng giữ chất lỏng của pin không đủ, các tấm điện cực dương và âm sẽ tương đối khô và một lớp lắng đọng lithium mỏng sẽ xuất hiện trên điện cực âm. Điểm này có thể được sử dụng như một yếu tố cho công suất thấp do khả năng giữ chất lỏng kém.
Lớp phủ nhẹ của điện cực dương hoặc âm có thể trực tiếp gây ra dung lượng thấp của tế bào. Khi lớp phủ điện cực dương nhẹ, giao diện của tế bào được sạc đầy sẽ không có gì bất thường. Lúc này, vấn đề cần được xác định bằng phương pháp nướng và đo trọng lượng của tấm điện cực dương do Wen Wu đưa ra trong "Suy nghĩ". Điện cực âm hoạt động như một chất nhận ion lithium và số lượng vị trí xen kẽ lithium mà nó có thể cung cấp phải lớn hơn số lượng nguồn lithium được cung cấp bởi điện cực dương, nếu không, lượng lithium dư thừa sẽ bị kết tủa trên bề mặt của điện cực âm, do đó tạo thành một lớp mỏng kết tủa liti tương đối đồng nhất. Như đã đề cập ở trên, do không thể lấy trực tiếp trọng lượng của miếng cực âm từ trọng lượng nướng của miếng cực được tháo ra khỏi pin, nên người ta có thể tìm tỷ lệ tăng trọng lượng của cực âm thông qua một thí nghiệm khác để tính trọng lượng nướng của miếng cực âm. mảnh cực âm được tháo ra khỏi tế bào pin. Thứ hai là so sánh trọng lượng tương đối của điện cực âm của pin đủ tiêu chuẩn và dung lượng thấp hoặc pin tích điện lithium và pin không tích điện lithium (không quan trọng là sạc đầy hay không, bởi vì so sánh là trọng lượng tương đối), nếu trọng lượng tương đối của điện cực âm của pin đủ tiêu chuẩn sẽ nặng hơn. Đồng thời, có một lớp lắng đọng lithium mỏng trong điện cực âm của tế bào điện dung thấp và khả năng quá mức và không đủ điện cực âm rất cao. Ngoài ra, việc phủ các mặt âm dương của điện cực dương hoặc điện cực âm cũng sẽ gây ra công suất thấp, và trong số đó, điện cực âm chủ yếu được phủ ánh sáng ở một bên, bởi vì ngay cả khi điện cực dương được phủ nhiều, mặc dù hiệu suất gam sẽ giảm, tổng dung lượng không giảm. Ngược lại, nó thậm chí có thể tăng lên. Rất đơn giản để phán xét hai mặt âm dương. Một mặt của giao diện là OK và mặt kia của sự lắng đọng lithium về cơ bản có thể được kết luận là mặt âm và dương. Nếu quy trình điện cực âm là lớp phủ trật khớp, hãy so sánh trực tiếp tỷ lệ trọng lượng tương đối của mặt đơn và mặt kép sau khi nướng, miễn là thu được tỷ lệ tương tự như mặt A. Dữ liệu như lớp phủ nhẹ hơn 6% ở mặt B về cơ bản có thể xác định vấn đề. Tất nhiên, nếu vấn đề điện dung thấp lần này nghiêm trọng, thì cần phải đảo ngược thêm mật độ diện tích thực của phía A/B. (Nếu đầu và đuôi của điện cực âm được căn chỉnh và tráng phủ, thì Wenwu không thể tìm ra cách tốt để đo trọng lượng của một bên, và tôi cũng hy vọng rằng những người bạn có kinh nghiệm sẽ khai sáng cho tôi.) Lăn sẽ phá hủy cấu trúc của vật liệu, do đó ảnh hưởng đến công suất. chơi. Lý do tại sao một vật liệu có các đặc tính như công suất, điện áp, v.v., cấu trúc phân tử hoặc nguyên tử của nó là lý do cơ bản. Khi mật độ cán của điện cực dương vượt quá giá trị quy trình (lý do có thể là độ dày cán thấp hơn giới hạn dưới của quy trình, nhưng yếu tố có nhiều khả năng là lớp phủ nặng và quá trình cán tiếp tục), tấm điện cực dương sau khi tế bào được tháo rời sẽ sáng. Nếu điện cực dương bị nén quá nhiều, miếng điện cực dương sẽ dễ bị gãy sau khi cuộn dây, điều này cũng sẽ gây ra điện dung thấp. Tuy nhiên, do quá trình nghiền điện cực dương sẽ khiến mảnh cực bị gãy ngay khi được gấp lại và bản thân quá trình lăn điện cực dương cần rất nhiều áp lực nên tần suất nghiền điện cực dương sẽ thấp hơn nhiều so với điện cực âm. thầm yêu. Khi điện cực âm bị nghiền nát, các dải hoặc khối lắng đọng lithium sẽ hình thành trên bề mặt của điện cực âm (điều này hoàn toàn khác với lớp lắng đọng lithium mỏng bao phủ gần như toàn bộ bề mặt của điện cực âm khi điện cực âm là quá mức và không đủ), và khả năng giữ chất lỏng của tế bào sẽ giảm rõ rệt. Khi quá trình nén được tăng thêm, lượng kết tủa liti (mức độ mà màu của kết tủa liti trắng hơn) cũng sẽ tăng lên trong khi diện tích khối kết tủa liti tăng lên và hai màu bạch kim trên bề mặt của tế bào pin khác biệt và khô, điều này thậm chí còn khiến mọi người có vẻ như bịt miệng.
Hàm lượng nước quá mức cũng có thể gây ra khối lượng thấp. Khi hàm lượng nước của miếng cực nước vượt quá tiêu chuẩn trước khi lắp pin, điểm sương của hộp đựng găng tay không đủ tiêu chuẩn, hàm lượng nước của chất điện phân vượt quá tiêu chuẩn và miếng đệm khử khí thứ hai tạo ra độ ẩm, pin có thể có một công suất thấp. Cần có một lượng nước nhỏ khi hình thành pin, nhưng khi lượng nước vượt quá một giá trị nhất định (hàm lượng nước của miếng cực trước khi tiêm lớn hơn 250ppm, chỉ để tham khảo), lượng nước dư thừa sẽ phá hủy màng SEI và tiêu thụ muối lithium trong chất điện phân, do đó làm giảm dung lượng pin. Pin có hàm lượng nước quá mức có màu nâu sẫm thành từng mảnh nhỏ khi chúng được sạc đầy và tích điện âm.
Khi phân tích điện dung thấp, nếu bạn đã quyết định, bạn có thể chỉ cần loại bỏ một vài ô trông xấu để xác nhận cơ bản vấn đề. Nếu điện dung thấp gây ra mất hàng loạt, bạn cần báo cáo chi tiết hoặc lý do điện dung thấp là điều bạn chưa từng thấy trước đây. Cần tiến hành phân tích chi tiết từ các khía cạnh thu thập dữ liệu quy trình, so sánh các tế bào năng lực thấp và chất lượng, và đề xuất các kế hoạch cải tiến; đặc biệt là trước khi xác nhận một tình huống năng lực thấp mà bạn chưa từng thấy trước đây, bạn phải lặp lại các thí nghiệm nghiêm túc hoặc cực đoan nhất. Ở mức tối thiểu, việc thu thập dữ liệu về sự bất thường của quy trình phải là cơ sở cho các kết luận rút ra. Những lần đầu tiên phân tích kỹ vấn đề có thể giúp chúng ta nảy sinh ý tưởng phân tích vấn đề, sau đó khi gặp lại vấn đề, chúng ta sẽ thực hiện được một cách dễ dàng.