Analisador de Volume de Gaseificação In-Situ de Bateria de Íon de Lítio para P&D de Bateria

Analisador de Volume de Gaseificação In-Situ de Bateria de Íon de Lítio para P&D de Bateria Comportamentos de gaseificação da bateria de íon-lítio Produção de gás de formação: O processo de formação de baterias de íons de lítio é acompanhado por uma grande quantidade de produção de gás, que está intimamente relacionada ao sistema químico da célula, materiais de ânodo e cátodo, componentes do eletrólito e condições de formação; As condições de formação (como corrente, tensão de corte, temperatura, pressão, etc.) afetam o tempo da etapa de formação. Encurtar efetivamente o ciclo de formação pode melhorar muito a eficiência da produção da empresa ' s bateria; Atualmente, as empresas dependem basicamente do julgamento empírico para a definição do processo e das condições de formação, e carecem de meios e bases científicas e eficazes para melhorar as condições de formação; Produção de gás durante a sobrecarga: O risco de sobrecarga é uma questão de segurança muito importante no uso real de baterias de íons de lítio; As baterias de íon-lítio terão sérias reações colaterais durante o processo de sobrecarga, e muitas vezes são acompanhadas por uma grande quantidade de geração de gás, o que faz com que o volume ou a pressão interna da bateria aumente rapidamente, aumentando o risco de descontrole térmico; Produção de gás durante o armazenamento ou ciclo: Durante o armazenamento ou ciclo de longo prazo, as baterias de íon-lítio sofrerão lentamente reações colaterais e produzirão gás, especialmente sob condições de alta temperatura, que são mais prováveis ​​de ocorrer. Este é um problema de confiabilidade muito crítico para baterias de íons de lítio. Funções do analisador de volume de gaseificação in-situ O analisador de volume de gás in-situ da série GVM adota um sistema de monitoramento mecânico de alta precisão, que pode registrar células in-situ ' mudanças de volume em todo o processo de carga-descarga e obtenha o volume de gaseamento preciso das células e a taxa de mudança de volume durante cada estágio. * Melhoria da eficiência: avalie rapidamente o comportamento de gaseamento das células, encurte o período de P&D e melhore a eficiência; * Redução de custo: ajuda a otimizar o processo de formação, melhora a eficiência da produção e diminui a empresa ' s custo de produção; *Cell Design Optimization: Quantifique o volume de gaseificação e a taxa de gaseificação durante todo o processo de formação das células1. Ao combinar com a análise de três eletrodos da curva de formação, a avaliação sistêmica sobre as influências de diferentes fatores de design na formação de células pode ser implementada e ajuda a otimizar o desempenho da célula, melhorando a formação de SEI. *Confiabilidade & Projeto de segurança: O monitor de volume de gás in situ também pode estudar e analisar o comportamento de gaseamento durante o teste de abuso de sobrecarga, ciclos de alta temperatura e assim por diante. Método de teste tradicional Medição de Volume Ex-Situ: O método do volume de deslocamento tem sido amplamente utilizado para medir o volume das células após a gaseificação. É fácil de operar, mas fornece apenas informações limitadas: *Medição de ponto único: incapaz de adquirir a variação de volume e a taxa de gaseificação do processo de formação total das células9; *Medição não in situ: fácil de ser interferido, pelo ambiente externo durante o processo de medição de transferência; *Pesado pelo Balanço geral: incapaz de obter uma medição online, de longo prazo, estável e de alta precisão. *Alto desperdício de células: incapaz de remover a influência da consistência celular. Medição de pressão interna A Medição de Pressão Interna é outro método amplamente utilizado, que monitora a variação da pressão interna das células por meio da implantação de um dispositivo sensor de pressão na célula. Este método pode ser aplicado apenas nas células prismáticas e precisa preparar uma amostra de célula especial, portanto, é complicado na operação e consome alto custo. Solução criativa ln-s eu Tu medição: Com um sistema de detecção mecânica autodesenvolvido de alta precisão instalado no monitor de volume de gás in situ da série GVM, podemos implementar um monitoramento contínuo de longo prazo e de alta precisão. medição de alta estabilidade do processo de gaseamento de baterias de íon de lítio; O módulo de aquisição de dados ADC de alta precisão é aplicado e coordenado com o software multifuncional de monitor de volume de gás in situ MISG. As mudanças de volume durante o processo de carga-descarga da bateria de íon de lítio podem ser monitoradas em tempo real e apresentar o nível de inchaço e encolhimento da bateria online. Por meio de dados de comunicação baseados em CAN, é conveniente implementar o inchamento multimódulo. A série GVM são os primeiros monitores de volume de gás in-situ na indústria de baterias de íon de lítio. *Desenvolvida com a CATL, a principal empresa de baterias de energia, e autorizada exclusivamente pela patente. Diagrama constitucional e software do dispositivo Sistema de teste de aprendizado de alta energia: monitoramento on-line in-situ de longo prazo e atende aos requisitos de precisão; Software de teste dedicado ： coleta e exibição em tempo real de dados do sistema de teste mecânico e desenho automático de curvas de alteração de volume; Sistema auxiliar: design de estrutura especial, conveniente para intervir no sistema auxiliar de suporte, realizar o controle de ajuste de temperatura de teste. Formulários Análise de formação de gás 1. Materiais diferentes ' aplicação de formação de gás Condição de teste: 25 ℃ 0,04C/0,1C O material modificado A tem um tamanho de partícula menor que o material convencional B, e a reação de formação do filme SEI é mais suficiente durante a formação, e a produção de gás é maior; Com os mesmos parâmetros de projeto, apenas a modificação e modificação da superfície do material são realizadas. Ao comparar a produção de gás e a taxa de produção de gás da formação da célula, o efeito do material processado na formação da célula pode ser obtido de forma rápida e intuitiva, auxiliando no desenvolvimento e aprimoramento de novos materiais. 2. Eletrólito diferente ' s aplicação de formação de gás (condição de teste: 25 ℃ 0,02 ℃ ) No mesmo eletrólito, a produção de gás de formação de células e a taxa de produção de gás do eletrólito B com um determinado aditivo são maiores do que as do eletrólito A sem aditivos. Este aditivo pode tornar a reação de formação de filme celular mais completa; Os aditivos no eletrólito têm uma grande influência na reação de formação do filme SEI do estágio de formação da célula. Ao comparar as mudanças no volume de produção de gás e na taxa de produção de gás da formação de células pelo eletrólito com diferentes aditivos, o efeito do aditivo na formação de células é rapidamente avaliado. A influência do processo de formação, combinada com a curva de formação de três eletrodos, ajuda a melhorar a formulação do eletrólito de maneira direcionada. 3.Temperatura diferente e taxa de condições de formação Formação sob temperatura diferente EU No mesmo processo de formação, a reação de película SEI é mais adequada em alta temperatura de 45deqC em comparação com a de 25degC. Formação sob taxa de carga diferente Na mesma temperatura^ com taxa de formação diferente, o ponto de partida da reação da tensão de formação é menor em taxa menor. A configuração dos parâmetros de condição de formação de células afeta o tempo de formação de células e a qualidade do filme. Encurtar efetivamente o tempo de formação de células pode melhorar muito a eficiência de produção de células da empresa. Ao definir parâmetros de diferentes condições de formação, o ponto de partida da tensão de produção de gás da célula sob diferentes condições de formação e a produção de gás e a taxa de produção de gás em cada estágio da formação são obtidos quantitativamente, o que ajuda a orientar a melhoria da formação da célula processo e tecnologia, e melhora a eficiência da produção da empresa. Análise de sobrecarga-gasificação 1. Diferentes materiais NCM ' aplicação de sobrecarga de gás (condição de teste: 25 ℃ 0,5 ℃ ) Comparando o SOC da célula durante a produção de gás, pode-se constatar que a célula com alto teor de níquel produz gás mais cedo; Ao monitorar o processo de carregamento normal da célula da bateria e as mudanças de volume e temperatura de sobrecarga para 200% SOC, e correspondendo à curva de três eletrodos, o potencial e a taxa de reação de um grande número de reações colaterais, o potencial de lítio sobrecarregado, e o potencial de decomposição do material do eletrodo positivo pode ser obtido com precisão E taxa e outras informações relacionadas, ajudam quantitativamente a analisar e estudar o desempenho de sobrecarga de materiais, fazer melhorias direcionadas e melhorar a eficiência de P&D. 2. Diferentes materiais NCM ' aplicação de sobrecarga de gás (condição de teste: 25 ℃ 0,5 ℃ ) * Na faixa de tensão normal, a variação de volume da célula é inferior a 1,2%, o que se deve basicamente ao inchaço estrutural causado pela intercalação do lítio. Quando o SOC do alto Ni-2 é maior que 40%, o inchaço estrutural do alto Ni-1 é ligeiramente maior do que o do alto Ni-2; * Após a sobrecarga para 5V, o SOC do material de alto Ni-2 é posterior ao do material de alto Ni-1, o que indica que o material de alto Ni-2 pode se adaptar a uma tensão de carga mais alta, liberar mais capacidade e melhorar a densidade de energia da célula mantendo a estrutura estável; * O SOC e a tensão da célula correspondente ao ponto inicial da produção de gás podem ser obtidos usando o método in-situ para monitorar continuamente o comportamento da produção de gás de sobrecarga; o que é propício para o desenvolvimento da próxima etapa do trabalho de P&D 3. Tipos e conteúdos de aditivos eletrolíticos Comparando o comportamento de gaseificação de sobrecarga da célula de íon-lítio com dois tipos e conteúdos diferentes de aditivos, pode-se descobrir que o potencial de reação do aditivo A é menor que o do aditivo B, e a gaseificação total é um pouco mais baixa, pode ser melhor usado como aditivo de proteção contra sobrecarga. Análise de ciclo de gaseificação Diferentes materiais NCM ' aplicação de sobrecarga de gás (condição de teste: 60 ℃ 0,5 ℃ 3-4,2V) * Célula A e Célula B foram usados ​​diferentes materiais ternários, o volume celular da célula-B aumentou mais que o da célula A, e o volume irreversível aumentou de 0,01 ml para 0,04 ml; * A análise quantitativa ajuda a analisar o desempenho do ciclo de diferentes materiais, melhorando a eficiência da pesquisa e desenvolvimento. Análise de gás de armazenamento 1. Comparação das condições modificadas do NCM811 Condição de teste: carga total de 4,2 V a 85 ℃ por 4h Os resultados mostram que a queda de tensão do NCM811 no método-1 modificado é maior do que no método-2 modificado a 85 °C, e a produção de gás é maior; O método in-situ pode ser usado para monitorar continuamente o comportamento da produção de gás de armazenamento; que pode comparar as vantagens de diferentes métodos de modificação de materiais, melhorando a eficiência da pesquisa e desenvolvimento. 2. Comparando diferentes tipos de eletrodos Condição de teste: carga total de 4,2 V a 85 ℃ por 4h *UMA e B de células adotam diferentes sistemas eletrolíticos. A partir da curva de variação do volume celular durante o armazenamento de carga total, pode-se ver que as células EL-A produzem mais gás do que as células EL-B, o que indica que o eletrólito do sistema é fácil de produzir gás sob alta temperatura e alta pressão; * A análise quantitativa pode ajudar a estudar o desempenho da produção de gás de diferentes eletrólitos e melhorar a eficiência da pesquisa e desenvolvimento. 3 .Comparando temperatura de armazenamento diferente Condição de teste: carga total de 4,2 V a 85 ℃ por 4 horas A célula tem bom desempenho de armazenamento a 70 °C e alta produção de gás a 85 °C; Ao usar o método in situ para monitorar continuamente o comportamento da produção de gás de armazenamento, o ponto inicial e o ponto máximo de produção de gás podem ser obtidos, o que é útil para o R & D pessoal para realizar a próxima etapa de R & trabalho D. Parâmetros e requisitos de instalação Parâmetros 1. Peso total da célula da bolsa a ser testada: IO-IOOOg, tamanho máximo (excluindo abas, conforme mostrado abaixo): 180*120 mm 2. Temperatura de teste da célula: 20-85 ℃ 3. Resolução da alteração de volume: ＜ 1pL 4. Precisão de detecção de alteração de volume: ＜ 1OpL 5. Estabilidade do sistema ＜ 20pL(RT25 ℃ , ＜ 30 minutos), ＜ 50uL (RT25 ℃ , 30min-12h) Requisitos de instalação do dispositivo host Mesa Tabela de saldo Líquido de imersão da bateria Óleo mineral (como óleo de silicone) Tensão 200-240 V/50-60 Hz Tolerância de variação de tensão ± 10% Dissipação de energia 150W(GVM2100), 280W(GVM2200) Temperatura ambiente 25 ± 5 ℃ Umidade ambiental Umidade ＜ 95% UR na temperatura de 40 ℃ Campo magnético ambiental Mantenha-se afastado de campos eletromagnéticos intensos Peso líquido 55kg(GVM2100), 60kg(GVM2200) Dimensão 500*500*700mm Dispositivo auxiliar Dispositivo de carga e descarga Fornecimento próprio ou fornecido pelo fornecedor Computador Fornecimento próprio ou fornecido pelo fornecedor Modelo GVM2100 GVM2200 Número de canais Único canal (uma célula de bolsa) Canal duplo (duas células de bolsa)