Niedrige Zellkapazität ist ein intuitives Urteil, das auf dem Vergleich der Entladungskapazität nach der Formation mit dem Konstruktionswert basiert. Wenn die gemessene Kapazität unter die Auslegungsspezifikation fällt, besteht der erste Schritt darin, zu überprüfen, ob die Formationsprozessparameter korrekt sind (z. B. Entladstrom, Ladungsdauer, Grenzspannung und Bildungstemperatur).
① Wenn die Formationsschritte korrekt bestätigt werden, testet die Zelle mithilfe alternativer Geräte oder Kanäle erneut, um potenzielle Probleme mit dem Formationssystem auszuschließen.
② Wenn die Kapazität nach dem Austausch von Geräten normal bleibt, ist die ursprüngliche Formationsgeräte fehlerhaft.
③ Wenn das Problem mit niedriger Kapazität nach der Wiederholung bestehen bleibt, wird bestätigt, dass die Zelle eine echte niedrige Kapazität aufweist.
Nach Bestätigung der geringen Kapazität ist eine weitere Analyse erforderlich, um deren Häufigkeit und Schwere zu bestimmen. Vor der systematischen Wurzel-Cause-Analyse zerlegen und untersuchen Sie die vollständig geladenen Zellen mit niedriger Kapazität. Wenn keine Anomalien festgestellt werden, können potenzielle Ursachen unzureichendes positives Elektrodenbeschichtungsgewicht oder unzureichende Konstruktionsmarge umfassen. Wenn Mängel erkannt werden, sollten Design- oder Herstellungsprobleme berücksichtigt werden.
Analyse der Grundursache: Entwurfs- und Herstellungsperspektiven
I. Design-bezogene Faktoren
1. Materialkompatibilität
Die Kompatibilität zwischen negativer Elektrode und Elektrolyt wirkt sich kritisch auf die Kapazität aus. Für neu eingeführte Anodenmaterialien oder Elektrolyte zeigt eine wiederholte Lithiumplattierung, die während der Tests beobachtet wurde, stark auf materielle Nichtübereinstimmung hin. Potenzielle Fehlpaarungsmechanismen umfassen:
① Bei der Bildung schlecht gebildete, übermäßig dicke oder instabile SEI -Schicht.
② PC (Propylencarbonat) im Elektrolyten, das Graphit -Peeling verursacht.
③ Übermäßige ausgestattete Elektroden-Flächendichte/Verdichtedichte, die hochrate Ladung/Entladungsfähigkeit behindert.
2. Kapazitätsdesign -Margin
Positive elektrodenspezifische Kapazität: Das Design muss Beschichtungsverträglichkeiten, Fehlerausrüstungsfehler und Kapazitätsverlust durch die Registerkarte berücksichtigen. Bewerten Sie bei neuen Materialien die erreichbare spezifische Kapazität im Rahmen des gegebenen Systems (Anode/Elektrolytpaarung) genau. Beachten Sie, dass die spezifische Kapazität mit Bildungsrate, Ladungsgrenzwert, Radsportraten und Elektrolytformulierung variiert. Die Überschätzung der positiven Elektrodenkapazität führt zu aufgeblasenen Konstruktionswerten und tatsächlichen Zellen mit geringer Kapazität.
Negativer Elektrodenüberschuss und CB-Wert: Übermäßige negative Elektrodenbelastung verbessert zunächst die positive Elektrodenverbrauch um 1–2%, aber über den optimalen Spiegel hinaus verringert übermäßige irreversible Lithiumverbrauch während der SEI-Bildung die Entladungskapazität des ersten Zyklus.
3. Elektrolytfüllung und -behebung
Eine unzureichende Elektrolytfüllung reduziert die Interkalations-/Deinterkalationseffizienz von Lithium-Ionen. Zellen mit unzureichender Elektrolytretention weisen trockene Elektroden und eine dünne Lithiumbeschichtung auf der Anodenoberfläche auf, was direkt zum Kapazitätsverlust beiträgt.
Ii. Faktoren im Zusammenhang mit Herstellern
1. Abweichung der Beschichtung Flächendichte
Die Unterbeschichtung positiver/negativer Elektroden führt direkt zu einer geringen Kapazität. Bestätigen Sie für positive Elektroden das Beschichtungsgewicht durch postentrocknende gravimetrische Analyse. Eine ungleichmäßige Beschichtungsdicke ("Yin-Yang-Beschichtung"), insbesondere eine negative Elektroden-Unterbeschichtung, ist ein weiterer Mitwirkender. Die Überbeschichtung positiver Elektroden kann die spezifische Kapazität senken, erhöht jedoch häufig die Gesamtkapazität.
2. Über die Kompaktion während des Kalenders
Überkompaktion schädigt die aktive Materialstruktur, die durch glänzende Elektrodenoberflächen belegt wird. In Kathoden stört dies die Lithium -Deinterkalation; In Anoden induziert es Oberflächen -Lithiumbeschichtung und Kapazität verblassen.
3.. Montage -Toleranzen
Schlechte Elektrodenausrichtung, Trennfalten oder interne Mikroköpfe erhöhen die lokale Impedanz und die Abbaukapazität. Falten-Separatoren verursachen in betroffenen Regionen eine unvollständige Lithium-Interkalation (nicht gefallenes Anodenaussehen).
4. Feuchtigkeitsinhaltskontrolle
Erhöhte Feuchtigkeitsspiegel (aus Elektroden, Elektrolyt, unsachgemäßer Handschuhenkasten -Taupunkt oder Entgasungsprozesse) auslösen Seitenreaktionen und Kapazitätsverlust.
5. Umweltkontrollen
Hohe Luftfeuchtigkeit beschleunigt die Hydrolysereaktionen, während niedrige Temperaturen die Lithium-Ionen-Diffusion beeinträchtigen und beide die Kapazität verringern. Bildungstemperaturabweichungen beeinflussen auch die Genauigkeit der Kapazitätsmessung.
6. Andere Faktoren
Ausländische Kontamination: Metallische/magnetische Verunreinigungen erhöhen die Selbstentlassung und führen zu einer scheinbaren niedrigen Kapazität nach der Formation.
Vorbildspeicherung: Eine längere Lagerung unter hoher Temperatur/Luftfeuchtigkeit beeinträchtigt die Elektroden und Elektrolyte, was zu einem Kapazitätsverlust führt.
Ⅲ. Abschluss
Durch systematische Untersuchung dieser Faktoren, die von der Materialkompatibilität und den Entwurfsmargen für Prozesskontrollen und Umgebungsbedingungen vorliegt, kann die Ursache für niedrige Kapazität effektiv identifiziert und angesprochen werden.
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