La formazione è un passaggio cruciale nella produzione delle batterie agli ioni di litio-. Durante la formazione, sulla superficie dell'elettrodo negativo si forma uno strato di passivazione, il film interfase elettrolitico solido (SEI). La qualità della pellicola SEI influisce direttamente sulla durata del ciclo della batteria, sulla stabilità, sulla velocità di autoscaricamento, sulla sicurezza e su altre caratteristiche prestazionali elettrochimiche, soddisfacendo il requisito di "esente da manutenzione" per le batterie ricaricabili sigillate. Diversi processi di formazione danno luogo a diversi film SEI, con un impatto significativo sulle prestazioni della batteria.
I metodi tradizionali di precarica-a bassa corrente-facilitano la formazione stabile della pellicola SEI; tuttavia, una ricarica prolungata a bassa-corrente aumenta l'impedenza della pellicola SEI formata, influenzando la velocità di scarica della batteria agli ioni di litio-. Il tempo di processo prolungato influisce anche sull’efficienza della produzione. Diversi sistemi di batterie agli ioni di litio- richiedono processi di formazione diversi; questo articolo si concentra sul sistema di batterie al litio ferro fosfato.
Il processo di formazione delle batterie al litio ferro fosfato (LFP) segue tipicamente questi passaggi:
Corrente di carica 0,05 C~0,2 C, tensione di interruzione 3,6~3,7 V, corrente di interruzione carica 0,025 C~0,05 C, riposo per un periodo di tempo (10-20 min), quindi scarica a 0,1~0,2 C a 2,5 V, seguito da un periodo di riposo (20-60 min). In diversi meccanismi di carica/scarica, la corrente di carica influenza la formazione e la qualità dello strato SEI (Sediment-Insulated Plate), mentre il tempo di riposo e la corrente di interruzione della carica influenzano il tempo del processo di formazione della batteria.
Il processo di formazione delle batterie LFP richiede la selezione di una tensione di interruzione adeguata. Dal punto di vista della struttura cristallina del materiale, quando la tensione di carica supera i 3,7 V, potrebbe danneggiare la struttura reticolare dell'LFP, influenzando così le prestazioni del ciclo della batteria. Anche alcuni esperimenti sulla resistenza interna e osservazioni SEM sugli elettrodiconfermare il seguenti conclusioni:
1. Riducendo opportunamente la tensione di formazione e abbreviando il tempo di formazione è possibile ridurre efficacemente la deposizione di litio sulla superficie dell'elettrodo negativo, ottenendo una superficie dell'elettrodo negativo più liscia. Questo perché un'elevata tensione di formazione porta a una velocità di generazione interna del gas più rapida, impedendo l'espulsione tempestiva del gas e causando depositi sulla superficie del separatore, influenzando così l'equilibrio di contatto tra il separatore e l'elettrodo negativo. Durante l'inserimento/estrazione degli ioni di litio-, questo squilibrio determina un eccessivo inserimento di ioni di litio- in alcune aree, causando una superficie dell'elettrodo negativo irregolare e, in ultima analisi, un impatto sulle prestazioni della batteria.
2. I test di resistenza interna della batteria formata hanno rivelato che riducendo adeguatamente la tensione e il tempo di formazione è possibile abbassare la resistenza interna della batteria. L'elevata resistenza interna causata dall'elevata tensione di formazione è anche correlata alla superficie irregolare dell'elettrodo negativo e alla formazione di punti bianchi. Questi punti bianchi sono composti di litio con scarsa conduttività, che portano ad una maggiore resistenza interna.
3. Ridurre opportunamente la tensione di formazione nelprocesso di formazione delle cellule della batteriaIl design può migliorare la capacità di carica/scarica iniziale della batteria e le prestazioni del ciclo. Una tensione di formazione eccessivamente elevata provoca facilmente il deposito del litio e dei suoi composti sulla superficie dell'elettrodo negativo, aumentando la capacità irreversibile della batteria e influenzandone inevitabilmente la capacità. La presenza di litio e dei suoi composti porta a un decadimento della capacità sempre più rapido durante i cicli di carica/scarica, incidendo sulla durata del ciclo della batteria.
ACEY-BCT503-512H 5 V 3 Aapparecchiature per la formazione della batteria viene utilizzato per testare la formazione, la capacità e i parametri prestazionali delle batterie al litio. Si tratta di un sistema di test integrato per batterie master{1}}slave composto da computer e apparecchiature microcomputer a chip singolo-. Ha una struttura avanzata, prestazioni affidabili, funzionamento conveniente, alta efficienza e prestazioni a costi estremamente elevati. È un'apparecchiatura di produzione e collaudo indispensabile per produttori di batterie al litio, produttori di capacità inferiore- e unità di ricerca scientifica.
