軟包電芯原位膨脹分析恒壓力Vs恒間隙

軟包電芯原位膨脹分析-恒壓恒間隙鋰離電芯在充放電過程中的膨脹為有兩種表現(xiàn)形式:厚度和應(yīng),精確?????測(cè)量膨脹厚度和膨脹,有助于優(yōu)化電芯設(shè)計(jì)和提升電池在使過程中的平安性能1-3。

恒間隙模式的傳統(tǒng)測(cè)試法是采個(gè)鋼板夾具,將電芯固定在壓板中間,螺栓固定上下壓板的位置,在上壓板處安裝個(gè)傳感器來(lái)監(jiān)控壓變化,但此法很難保證測(cè)試時(shí)上下壓板間隙恒定,有時(shí)間隙會(huì)產(chǎn)甚百微的波動(dòng),如圖1所,紅曲線表在電芯充放電過程中,傳統(tǒng)夾具的間隙變化產(chǎn)了65左右的波動(dòng);恒壓模式的傳統(tǒng)測(cè)試法是在電芯表放置恒定重物,但很難由調(diào)整不同的壓4-7。

基于以上問題,我們采種動(dòng)壓和位移掌握系統(tǒng)來(lái)精確?????掌握測(cè)試壓和間隙,實(shí)現(xiàn)真正的恒壓與恒間隙測(cè)試模式,如圖1中的綠曲線代表恒間隙模式下測(cè)試系統(tǒng)的間隙乎變化。

原位膨脹測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)意圖如圖2所。

圖1.傳統(tǒng)測(cè)試法與測(cè)試系統(tǒng)恒間隙模式厚度掌握對(duì)圖2.原位膨脹測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)意圖試驗(yàn)設(shè)備與測(cè)試法1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備:原位膨脹分析儀,型號(hào)2110元能科技,設(shè)備外觀如圖3所。

圖3.2110設(shè)備外觀圖2.測(cè)電芯信息如表1所。

表1.充放電流程:25℃5;0.,;5;。

電芯恒壓模式測(cè)試:在2110軟件上選擇“恒壓”模式,設(shè)置施加壓為10,開頭測(cè)試,軟件動(dòng)讀取電芯厚度、厚度變化量、壓、測(cè)試溫度、電流、電壓、容量等數(shù)據(jù)。

電芯恒間隙模式測(cè)試:在2110軟件上選擇“恒間隙”模式,設(shè)置初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的壓為10,開頭測(cè)試,軟件動(dòng)讀取電芯厚度、厚度變化量、壓、測(cè)試溫度、電流、電壓、容量等數(shù)據(jù)。

原位分析軟包電芯膨脹為1.充放電過程電芯膨脹厚度和膨脹曲線由圖4電芯充放電曲線以及厚度和膨脹曲線可知,充電時(shí),電芯膨脹和膨脹厚度均增加,滿充時(shí)電芯膨脹達(dá)到約160,電芯厚度膨脹約2%,放電時(shí),電芯膨脹和膨脹厚度均減。

充電和放電過程的厚度和的曲線變化并未完全對(duì)稱,說明存在不行逆厚度和應(yīng)殘留。

圖4充放電過程中的電壓和電流變化;充放電過程中的膨脹厚度和變化2.充放電過程電芯膨脹厚度和膨脹與微分容量曲線分析圖5為電芯膨脹厚度和膨脹與微分容量曲線,微分容量曲線的每個(gè)峰對(duì)應(yīng)脫嵌鋰的相變,由圖可知,在充電時(shí),消失第個(gè)陽(yáng)極嵌鋰峰時(shí),厚度和曲線斜率也對(duì)應(yīng)增,后續(xù)每個(gè)脫嵌鋰峰都對(duì)應(yīng)厚度和曲線斜率的變化,說明正是由于發(fā)了正負(fù)極結(jié)構(gòu)相變才導(dǎo)致電芯膨脹厚度和膨脹變化。

圖5膨脹與微分容量曲線;膨脹厚度與微分容量曲線總結(jié)本采原位膨脹分析儀,對(duì)軟包電芯在恒壓和恒間隙模式下,實(shí)時(shí)監(jiān)控充放電過程中的膨脹厚度和膨脹的變化,可發(fā)覺膨脹厚度和膨脹曲線與充放電過程的結(jié)構(gòu)相變有關(guān)。

鋰電研發(fā)員可采該原位分析法對(duì)不同體系和產(chǎn)藝的電芯進(jìn)膨脹為分析,從設(shè)計(jì)更優(yōu)性能的電芯。

參考資料,.-,2023,63,58-,..-,2023,269,7-,.-2,019,166164106-4114,.-.