लिथियम बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

लिथियम बैटरी के प्रयोग के साथ, बैटरी का प्रदर्शन लगातार बिगड़ता रहता है, जो मुख्य रूप से क्षमता में गिरावट, आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि, शक्ति में गिरावट आदि के रूप में प्रकट होता है।बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध के परिवर्तन तापमान से प्रभावित होता हैइस प्रकार, इस पेपर में मुख्य रूप से बैटरी संरचना डिजाइन के पहलुओं से बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारकों की व्याख्या की गई है।कच्चे माल का प्रदर्शन, प्रक्रिया प्रक्रिया और उपयोग की शर्तें।

संरचनात्मक डिजाइन पर प्रभाव

बैटरी संरचना के डिजाइन में, बैटरी संरचना के स्वयं के नाइटिंग और वेल्डिंग के अलावा, संख्या,बैटरी पोल कान का आकार और स्थिति सीधे बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावितकुछ हद तक, ध्रुवीय कानों की संख्या में वृद्धि से बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है।सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड प्लेट के सिर में पोल कान स्थिति सबसे बड़ा आंतरिक प्रतिरोध है, और कॉइल बैटरी की तुलना में, टुकड़े टुकड़े बैटरी समानांतर में दर्जनों छोटी बैटरी के बराबर है, और इसका आंतरिक प्रतिरोध छोटा है।

कच्चे माल का प्रदर्शन पर प्रभाव

सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री

लिथियम बैटरी में कैथोड सामग्री ली भंडारण पक्ष है, जो अधिक लिथियम बैटरी के प्रदर्शन को निर्धारित करता है।कैथोड सामग्री मुख्य रूप से कोटिंग और डोपिंग के माध्यम से कणों के बीच इलेक्ट्रॉन चालकता क्षमता में सुधार करती हैउदाहरण के लिए, नी के साथ डोपिंग के बाद, पी-ओ बंधन की ताकत बढ़ जाती है, लाइफपीओ 4 / सी की संरचना स्थिर हो जाती है, और क्रिस्टल सेल की मात्रा अनुकूलित होती है,जो कैथोड सामग्री के चार्ज ट्रांसफर प्रतिबाधा को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है.

और विद्युत रासायनिक थर्मल युग्मन मॉडल के अनुकरण विश्लेषण से पता चलता है कि सक्रियण ध्रुवीकरण की बड़ी वृद्धि, विशेष रूप से नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रियण ध्रुवीकरण,गंभीर ध्रुवीकरण का मुख्य कारण हैनकारात्मक इलेक्ट्रोड कण आकार को कम करने से नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रियण ध्रुवीकरण को 45% तक प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है जब नकारात्मक इलेक्ट्रोड ठोस चरण कण आकार आधा हो जाता है।अतः, बैटरी डिजाइन के संदर्भ में, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में सुधार भी आवश्यक है।

2कंडक्टर

ग्रेफाइट और कार्बन ब्लैक का उपयोग लिथियम बैटरी के क्षेत्र में उनके अच्छे प्रदर्शन के कारण व्यापक रूप से किया जाता है।सकारात्मक इलेक्ट्रोड जोड़ा कार्बन ब्लैक प्रवाहकीय एजेंट की बैटरी अनुपात प्रदर्शन बेहतर है, क्योंकि ग्रेफाइट प्रवाहकीय एजेंट में शीट कणों की आकृति होती है, जिसके कारण छिद्र घुमाव गुणांक बड़े अनुपात से नीचे होता है,जो प्रकट करने के लिए आसान है कि घटना ली तरल चरण प्रसार प्रक्रिया डिस्चार्ज क्षमता को सीमित करता हैसीएनटी वाली बैटरी में आंतरिक प्रतिरोध कम होता है, क्योंकि ग्रेफाइट/कार्बन ब्लैक और सक्रिय सामग्री के संपर्क बिंदु की तुलना में,फाइबरयुक्त कार्बन नैनोट्यूब सक्रिय पदार्थ के साथ संपर्क में है, जो बैटरी के इंटरफेस प्रतिबाधा को कम कर सकता है।

द्रव के तीन प्रकरण

तरल पदार्थ कलेक्टर और सक्रिय सामग्री के बीच इंटरफेस प्रतिरोध को कम करना और उनके बीच बंधन शक्ति में सुधार करना लिथियम बैटरी के प्रदर्शन में सुधार का एक महत्वपूर्ण साधन है।एल्यूमीनियम पन्नी की सतह पर चालक कार्बन कोटिंग और एल्यूमीनियम पन्नी के कोरोना उपचार प्रभावी ढंग से बैटरी के इंटरफ़ेस प्रतिबाधा को कम कर सकते हैंसाधारण एल्यूमीनियम पन्नी की तुलना में कार्बन लेपित एल्यूमीनियम पन्नी का प्रयोग बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को लगभग 65% तक कम कर सकता है।और उपयोग की प्रक्रिया में बैटरी की वृद्धि को कम कर सकता है.

कोरोना के साथ इलाज एल्यूमीनियम पन्नी का एसी आंतरिक प्रतिरोध लगभग 20% तक कम किया जा सकता है।डीसी आंतरिक प्रतिरोध छोटा है और वृद्धि धीरे-धीरे कम हो जाता है.

4 डायफ्राम

बैटरी के अंदर आयन संवहन डायफ्राम के छिद्रों के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइट में लिथियम आयनों के प्रसार पर निर्भर करता है।एक अच्छा आयन प्रवाह चैनल बनाने के लिए डायफ्राम की नमी अवशोषण क्षमता महत्वपूर्ण हैजब डायफ्राम में द्रव अवशोषण और छिद्रयुक्त संरचना अधिक होती है, तो यह चालकता में सुधार कर सकता है, बैटरी प्रतिबाधा को कम कर सकता है और बैटरी के गुणक प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।साधारण आधारभूत झिल्ली की तुलना में, सिरेमिक डायफ्राम और लेपित डायफ्राम न केवल डायफ्राम के उच्च तापमान सिकुड़ने के प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकते हैं,लेकिन यह भी द्रव अवशोषण और व्यासपीठ की गीला क्षमता में सुधारपीपी डायाफ्राम पर SiO2 सिरेमिक कोटिंग जोड़ने से डायाफ्राम की तरल पदार्थ अवशोषण मात्रा 17% तक बढ़ सकती है।पीपी/पीई कम्पोजिट डायफ्राम पर पीवीडीएफ-एचएफपी के 1 मीटर को पेंट करने से डायफ्राम का आस्रित 70% से बढ़कर 82% हो गया।, और कोशिका के आंतरिक प्रतिरोध में 20% से अधिक की कमी आई।

प्रक्रिया कारकों का प्रभाव

1 दाल

स्लरी को बंद करने के दौरान स्लरी के फैलने की एकरूपता इस बात पर प्रभाव डालती है कि क्या चालक एजेंट सक्रिय पदार्थ में समान रूप से फैलाया जा सकता है और इसके साथ निकट संपर्क में है,जो बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध से संबंधित हैउच्च गति फैलाव को बढ़ाकर, स्लरी फैलाव की एकरूपता में सुधार किया जा सकता है, और बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध जितना छोटा होगा, उतना ही बेहतर होगा।इलेक्ट्रोड में प्रवाहकीय एजेंट की वितरण एकरूपता में सुधार किया जा सकता है और विद्युत रासायनिक ध्रुवीकरण.

2 टन कपड़ा

चेहरे का घनत्व बैटरी डिजाइन के प्रमुख मापदंडों में से एक है. जब बैटरी क्षमता निश्चित है,अत्यधिक एकतरफा घनत्व को बढ़ाना तरल पदार्थ और झिल्ली की कुल लंबाई को कम करने के लिए बाध्य है, और बैटरी का ओमिक आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाएगा। इसलिए, एक निश्चित सीमा के भीतर, सतह घनत्व में वृद्धि के साथ बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है।कोटिंग और सुखाने के दौरान, विलायक अणुओं का पलायन ओवन के तापमान से निकटता से संबंधित है, जो इलेक्ट्रोड में बांधनेवाला पदार्थ और प्रवाहकीय एजेंट के वितरण को सीधे प्रभावित करता है,और फिर इलेक्ट्रोड के अंदर प्रवाहकीय ग्रिड के गठन को प्रभावित करता हैइसलिए, कोटिंग और सुखाने का तापमान भी बैटरी के प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है।

3 रोल दबाव

कुछ हद तक बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध संपीड़न घनत्व बढ़ने के साथ घटता है, क्योंकि संपीड़न घनत्व बढ़ता है,कच्चे माल के कणों के बीच की दूरी कम हो जाती है, कणों के बीच संपर्क जितना अधिक होगा, पुल और चैनल जितना अधिक प्रवाहकीय होंगे, बैटरी प्रतिबाधा कम हो जाएगी।विभिन्न रोलर दबाव मोटाई बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता हैजब रोलर दबाव मोटाई बड़ी होती है, तो सक्रिय पदार्थ और संग्रह द्रव के बीच संपर्क प्रतिरोध बढ़ जाता है क्योंकि सक्रिय सामग्री कसकर रोल करने में विफल रहती है,और बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ता हैऔर बैटरी चक्र के बाद बड़े रोलर दबाव मोटाई के साथ बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह दरारें पैदा करता है,जो इलेक्ट्रोड प्लेट के सर्फेक्टेंट और तरल पदार्थ कलेक्टर के बीच संपर्क प्रतिरोध को और बढ़ाएगा.

4ध्रुवीय पट्टियों के घूर्णन का समय

अलग पकड़ समय सकारात्मक प्लेट के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करता है। जब पकड़ समय कम है,बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध लिथियम आयरन फॉस्फेट के कार्बन कोटिंग के प्रभाव के कारण धीरे-धीरे बढ़ता हैजब पकड़ का समय 23 घंटे से अधिक हो जाता है, तो लिथियम आयरन फॉस्फेट और पानी की प्रतिक्रिया और चिपकने वाला पदार्थ का बंधन काफी बढ़ जाता है।ध्रुव शीट के टर्नओवर समय को वास्तविक उत्पादन में सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए.

5 इंजेक्शन

इलेक्ट्रोलाइट की आयनिक चालकता बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध और गुणक विशेषताओं को निर्धारित करती है।इलेक्ट्रोलाइट की चालकता विलायक के चिपचिपापन सीमा के विपरीत आनुपातिक है, और यह लिथियम नमक की एकाग्रता और एनीयन आकार से भी प्रभावित होता है।द्रव इंजेक्शन की मात्रा और द्रव इंजेक्शन के बाद घुसपैठ का समय भी सीधे बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करता हैकम मात्रा में द्रव इंजेक्शन या अपर्याप्त घुसपैठ का समय बैटरी के एक बड़े आंतरिक प्रतिरोध का कारण बनता है, जिससे बैटरी की क्षमता प्रभावित होती है।

शर्त प्रभावों का प्रयोग करें

1 तापमान

आंतरिक प्रतिरोध के आकार पर तापमान का प्रभाव स्पष्ट है, तापमान जितना कम होगा, बैटरी के अंदर आयन संचरण उतना ही धीमा होगा,बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध जितना अधिक होगाबैटरी प्रतिबाधा को शरीर चरण प्रतिबाधा, एसईआई झिल्ली प्रतिबाधा और चार्ज हस्तांतरण प्रतिबाधा में विभाजित किया जा सकता है।शरीर चरण प्रतिबाधा और एसईआई झिल्ली प्रतिबाधा मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट आयनिक चालकता से प्रभावित होते हैं, और कम तापमान पर परिवर्तन की प्रवृत्ति इलेक्ट्रोलाइट चालकता परिवर्तन की प्रवृत्ति के अनुरूप है।कम तापमान पर शरीर चरण प्रतिबाधा और एसईआई झिल्ली प्रतिरोध की वृद्धि की तुलना में, चार्ज प्रतिक्रिया प्रतिबाधा तापमान में वृद्धि के साथ अधिक महत्वपूर्ण है।बैटरी के कुल आंतरिक प्रतिरोध में चार्ज प्रतिक्रिया प्रतिबाधा का अनुपात लगभग 100% तक पहुँचता है.

2 एसओसी

जब बैटरी अलग-अलग SOC में होती है, तो आंतरिक प्रतिरोध का आकार समान नहीं होता है, विशेष रूप से डीसी प्रतिरोध सीधे बैटरी के बिजली प्रदर्शन को प्रभावित करता है,वास्तविक स्थिति में बैटरी के प्रदर्शन को दर्शाता है: लिथियम बैटरी डीसी प्रतिरोध बैटरी डिस्चार्ज गहराई डीओडी की वृद्धि के साथ बढ़ जाती है, 10% ~ 80% में डिस्चार्ज अंतराल प्रतिरोध आकार मूल रूप से अपरिवर्तित,आम तौर पर गहरे निर्वहन गहराई में आंतरिक प्रतिरोध में काफी वृद्धि हुई.

3 भंडारण

लिथियम आयन बैटरी के भंडारण समय में वृद्धि के साथ, बैटरी पुरानी होती रहती है, और इसका आंतरिक प्रतिरोध लगातार बढ़ता रहता है।विभिन्न प्रकार की लिथियम बैटरी में आंतरिक प्रतिरोध परिवर्तन की विभिन्न डिग्री होती है9-10 महीने की लंबी भंडारण अवधि के बाद, एलएफपी बैटरी की आंतरिक प्रतिरोध वृद्धि दर एनसीए और एनसीएम बैटरी की तुलना में अधिक है।आंतरिक प्रतिरोध की वृद्धि दर भंडारण समय से संबंधित है, भंडारण तापमान और भंडारण SOC. Stroe et al. ने 24 से 36 महीनों के लिए LFP / C बैटरी के बीच संबंध को मात्रात्मक रूप से निर्धारित किया (निम्नानुसार):

विशेष रूप से, के में तापमान, प्रतिशत में एसओसी, और महीनों में समय।

4 पुनरावृत्ति

चाहे भंडारण में हो या परिसंचरण में, बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध पर तापमान का प्रभाव समान है, चक्र तापमान जितना अधिक होगा, आंतरिक प्रतिरोध की वृद्धि दर उतनी ही अधिक होगी।विभिन्न चक्र अंतराल बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैंचार्ज और डिस्चार्ज की गहराई में सुधार के साथ बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ता है।और आंतरिक प्रतिरोध की वृद्धि चार्ज और डिस्चार्ज गहराई के सुदृढीकरण के लिए आनुपातिक है.

चार्ज और डिस्चार्ज गहराई के प्रभाव के अलावा, चार्जिंग वोल्टेज भी प्रभावित होता हैः बहुत कम या बहुत अधिक चार्जिंग वोल्टेज सीमा इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस प्रतिबाधा बना देगा,झेंग कि एलएफपी / सी बैटरी चक्र में इष्टतम चार्जिंग वोल्टेज 3 है.9~4.3V, प्रयोगों से पता चला कि बहुत कम सीमा वोल्टेज निष्क्रियता फिल्म नहीं बना सकता है,और बहुत उच्च वोल्टेज सीमा LiFePO4 इलेक्ट्रोड सतह ऑक्सीकरण अपघटन कम चालकता उत्पाद में इलेक्ट्रोलाइट के लिए नेतृत्व करेंगे.

5 अन्य

वाहनों की लिथियम बैटरी को व्यावहारिक अनुप्रयोग में अनिवार्य रूप से खराब सड़क स्थितियों का सामना करना पड़ेगा,लेकिन अध्ययन से पता चला है कि आवेदन प्रक्रिया में लिथियम बैटरी के कंपन वातावरण लिथियम बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध पर लगभग कोई प्रभाव नहीं है.

आंतरिक प्रतिरोध लिथियम आयन के बिजली प्रदर्शन को मापने और बैटरी के जीवन का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।बैटरी का गुणक प्रदर्शन जितना खराब होगा, और भंडारण और पुनर्चक्रण में जितनी तेजी से यह बढ़ता है, आंतरिक प्रतिरोध बैटरी संरचना, बैटरी सामग्री की विशेषताओं और विनिर्माण प्रक्रिया से संबंधित है,और परिवेश के तापमान और चार्ज की स्थिति के साथ परिवर्तनइसलिए, कम आंतरिक प्रतिरोध वाली बैटरी का विकास बैटरी के बिजली प्रदर्शन में सुधार करने की कुंजी है।और यह आंतरिक बैटरी जीवन प्रतिरोध के परिवर्तन कानून में महारत हासिल करने के लिए महान व्यावहारिक महत्व है