הקיבולת היא המאפיין הראשון של הסוללה,תאי סוללת ליתיוםקיבולת נמוכה היא גם בעיה שכיחה שנתקלת בדגימות, ייצור המוני, איך לנתח מיד את הסיבות לבעיות קיבולת נמוכה שנתקל בהן, היום להציג בפניכם מהן הסיבות לתאי סוללת ליתיום בקיבולת נמוכה?
להתאמה של חומרים, במיוחד בין הקתודה לאלקטרוליט, יש השפעה משמעותית על קיבולת התא. עבור קתודה חדשה או אלקטרוליט חדש, אם בדיקות חוזרות חושפות קיבולת נמוכה של משקעי ליתיום בכל פעם שהתא נבדק, אז סביר מאוד שהחומרים עצמם אינם מתאימים. חוסר ההתאמה יכול לנבוע מכך שסרט ה-SEI שנוצר במהלך היווצרות אינו צפוף מספיק, עבה מדי או לא יציב, או שהמחשב האישי באלקטרוליט גורם לשכבת הגרפיט להתקלף, או שהעיצוב של התא אינו מסוגל להסתגל למטען גדול/ קצבי פריקה עקב דחיסה מוגזמת של צפיפות פני השטח.
דיאפרגמות הן גם גורם משפיע שיכול לגרום לקיבולת נמוכה.מצאנו שדיאפרגמות פצעי יד מייצרות קמטים בכיוון האורך באמצע כל שכבה, כאשר הליתיום אינו מוטבע מספיק באלקטרודה השלילית ובכך משפיע על קיבולת התא בכ-3%. למרות ששני הדגמים האחרים משתמשים בפיתול חצי אוטומטי כאשר קימוט הסרעפת קטן בהרבה וההשפעה על הקיבולת היא רק 1%, אין זה מהווה בסיס להפסקת השימוש בסרעפת.
שולי תכנון קיבולת לא נאותים יכולים גם לגרום לקיבולת נמוכה. בשל ההשפעה של ציפוי אלקטרודות חיובי ושלילי, השגיאה של מחלק הקיבולת והשפעת הדבק על הקיבולת, חשוב לאפשר כמות מסוימת של מרווח קיבולת בעת התכנון. בעת תכנון מרווח הקיבולת, ניתן להשאיר עודף לאחר חישוב הקיבולת של הליבה עם כל התהליכים בדיוק בקו האמצעי, או לחשב את העודף לאחר שכל הגורמים המשפיעים על הקיבולת התרחשו בגבול התחתון. עבור חומרים חדשים, חשובה הערכה מדויקת של משחק הגרם של הקתודה באותה מערכת. מכפיל הקיבולת החלקית, זרם ניתוק המטען, מכפיל הטעינה/הפריקה, סוג האלקטרוליט וכו', כולם משפיעים על משחק גרם הקתודה. אם ערך התכנון של ביצועי הגרם החיובי גבוה באופן מלאכותי על מנת להשיג את קיבולת היעד, זה גם שקול ליכולת עיצוב לא מספקת. אין שום דבר רע בממשק התא, וגם אין שום דבר רע בנתוני התהליך הכוללים, אבל הקיבולת של התא נמוכה. לכן, יש להעריך חומרים חדשים לצורך דקדוק קתודה מדויק, שכן לא אותה קתודה תהיה בעלת אותו דקדוק כמו כל קתודה או אלקטרוליט.
עודף אלקטרודה שלילית יכול גם להשפיע על ביצועי האלקטרודה החיובית במידה מסוימת, ובכך להשפיע על הקיבולת של התא. עומס יתר שלילי אינו "כל עוד אין משקעי ליתיום". אם עומס היתר השלילי גדל לגבול התחתון של עומס המשקעים שאינם ליתיום, תהיה עלייה של 1% עד 2% בביצועי הגרם החיובי, אך גם אם הוא גדל, עומס היתר השלילי עדיין מספיק כדי להבטיח תפוקת הקיבולת גבוהה ככל האפשר. כאשר עודף האלקטרודה השלילית גבוה מדי, האלקטרודה החיובית תמלא תפקיד נמוך יותר מכיוון שדרוש יותר ליתיום בלתי הפיך לכימיה, אך כמובן שהסבירות שזה יקרה כמעט ואין.
כאשר נפח הזרקת הנוזל נמוך יותר, גם נפח החזקת הנוזל המתאים יהיה נמוך יותר. כאשר נפח החזקת הנוזל של התא נמוך, אזי תושפע ההשפעה של הטבעה ושחרור של ליתיום יון באלקטרודות החיוביות והשליליות, ובכך תגרור קיבולת נמוכה. למרות שיהיה פחות לחץ על עלויות ותהליכים עם נפח הזרקה נמוך יותר, הנחת היסוד של הורדת נפח ההזרקה חייבת להיות שזה לא משפיע על ביצועי התא. כמובן, הורדת רמת המילוי רק תגדיל את ההסתברות לקיבול נמוך עקב אצירת נוזלים לא מספקת בתא, אך היא לא תוצאה בלתי נמנעת. יחד עם זאת, ככל שקשה יותר לספוח נוזלים, כך צריך להיות עודף אלקטרוליט כדי להבטיח מגע טוב יותר עם האלקטרודה במהלך הרטבת האלקטרוליט. שמירה לא מספקת של תאים תגרום לכך שהאלקטרודות החיוביות והשליליות יהיו יבשות ושכבה דקה של משקעי ליתיום על גבי האלקטרודה השלילית, מה שיכול להוות גורם לקיבול נמוך עקב שמירה לקויה.
אלקטרודה חיובית או שלילית מצופה קלות יכולה לגרום ישירות לליבה בעלת קיבולת נמוכה. כאשר האלקטרודה החיובית מצופה קלות, הממשק של הליבה הטעונה במלואה לא יהיה חריג. האלקטרודה השלילית, כמקבלת של יוני ליתיום, חייבת לספק מספר גדול יותר של מיקומי ליתיום מוטבעים ממספר מקורות הליתיום שמספקת האלקטרודה החיובית, אחרת עודף ליתיום יתקע על פני האלקטרודה השלילית, וכתוצאה מכך שכבה דקה של משקעי ליתיום אחידים יותר. כפי שצוין קודם לכן, מכיוון שלא ניתן לקחת את משקל האלקטרודה השלילי ישירות ממשקל האפייה של הליבות, אז אפשר לעשות ניסוי נוסף כדי למצוא את הפרופורציה של עלייה במשקל האלקטרודה השלילית כדי להסיק את משקל הציפוי דרך משקל האפייה של השלילי. ליבות אלקטרודות. אם לאלקטרודה השלילית של ליבה בעלת קיבולת נמוכה יש שכבה דקה של משקעי ליתיום, האפשרות של אלקטרודה שלילית לא מספקת גבוהה. בנוסף, צד הקתודה או הצד הקתודה של ציפוי האלקטרודה השלילי יכול גם לגרום לקיבולת נמוכה, והציפוי הצדדי של האלקטרודה השלילית הוא בעיקר קל, כי גם אם ציפוי האלקטרודה החיובית כבד, אמנם משחק הגרם יקטן, אבל הקיבולת הכוללת תהיה לא יצטמצם אבל עשוי אפילו להגדיל. אם האלקטרודה השלילית מצופה במקום הלא נכון, השוואה ישירה של יחסי המשקל היחסיים של הצדדים הבודדים והכפולים לאחר האפייה, כל עוד הנתונים דומים לצד A קלים ב-6% מהציפוי בצד B, יכולה בעצם לקבוע את הבעיה, כמובן, אם הבעיה של קיבולת נמוכה היא חמורה מאוד, יש צורך להפוך עוד יותר את צפיפות פני השטח בפועל של צד A/B. אם הבעיה של קיבול נמוך חמורה, יש צורך להסיק עוד יותר את הצפיפות האמיתית של צד A/B. גלגול הורס את מבנה החומר, אשר בתורו משפיע על הקיבולת. המבנה המולקולרי או האטומי של חומר הוא הסיבה הבסיסית לכך שיש לו תכונות כמו קיבולת, מתח וכו'. כאשר הצפיפות של גלילי האלקטרודה החיוביים עולה על ערך התהליך, האלקטרודה החיובית תהיה בהירה מאוד כאשר הליבה מפורקת. אם דחיסת האלקטרודה החיובית גדולה מדי, קל לשבור את חתיכת האלקטרודה החיובית לאחר סלילה, מה שיגרום גם לקיבולת נמוכה. עם זאת, מכיוון שדחיסת האלקטרודה החיובית תגרום לחלק המוט להישבר ברגע שהוא מתקפל, לחיצת גלגלת האלקטרודה החיובית עצמה דורשת לחץ רב, ולכן תדירות ההיתקלות בדחיסה של אלקטרודה חיובית נמוכה בהרבה מדחיסה של אלקטרודה שלילית. כאשר האלקטרודה השלילית נדחסת, תיווצר רצועה או גוש של משקעי ליתיום על פני האלקטרודה השלילית, וכמות הנוזל שנשמרת בליבה תצטמצם משמעותית.
קיבולת נמוכה יכולה להיגרם גם מתכולת מים מוגזמת. קיבול נמוך אפשרי כאשר תכולת המים של האלקטרודה לפני המילוי, נקודת הטל של תא הכפפות לפני המילוי, תכולת המים של האלקטרוליט חורגת מהסטנדרט, או כאשר לחות מוכנסת לאטם השני המנוזל האוויר. נדרשות כמויות עקבות של מים ליצירת הליבה, אך כאשר המים עולים על ערך מסוים, עודפי המים יפגעו בסרט ה-SEI ויצרכו את מלחי הליתיום באלקטרוליט, ובכך יקטין את קיבולת הליבה. תכולת המים עולה על הסטנדרט של התא מטען מלא קורס שלילי חתיכה קטנה של חום כהה.
זמן פרסום: 16 באוגוסט 2022