リチウムチタン酸化物電池のサイクル性能に影響を与えるいくつかの要因

リチウムチタン酸化物電池のサイクル性能に影響を与えるいくつかの要因

言うまでもなく、リチウムチタン酸化物電池のサイクル性能の重要性です。マクロの視点から見ると、より長いサイクル寿命は少ない資源消費を意味します。したがって、リチウム電池のサイクル性能に影響を与える要因は、リチウム電池業界に関連するすべての人々が考慮しなければならない問題です。以下では、電池のサイクル性能に影響を与える可能性のあるいくつかの要因を参考までに挙げます。

材料の種類：材料の選択は、リチウム電池の性能に影響を与える最初の要因です。もしサイクル性能が悪い材料を選んだ場合、プロセスが合理化され、生産が完璧であっても、電池コアのサイクル性能を保証することは避けられません。より良い材料を選べば、その後の製造工程で多少の問題があっても、サイクル性能が極端に悪くなることはありません（リチウムコバルト酸化物は約135.5mAh/gであり、リチウムが放出されます。1Cで100回以上サイクルさせても、0.5Cでは500回以上90%以上の性能を維持します。電池を分解すると、負極には黒いグラファイト粒子が見られます）。この場合、サイクル性能は正常です。材料の観点からみると、正極と電解液、および負極と電解液の組み合わせ後のサイクル性能のうち、どちらか一方が劣るものによって、全電池のサイクル性能が決定されます。材料のサイクル性能が悪い場合、その一因として、サイクル中に結晶構造が急速に変化し、リチウムの挿入や脱離ができなくなることがあります。もう一つの原因としては、活性材と対応する電解液が密接で均一なSEI膜を生成できないため、電解液との早期の副反応により電解液が急速に消費され、サイクルに影響を及ぼすことがあります。セル設計において、片方の極でサイクル性能の悪い材料を選定した場合、もう片方の極にはサイクル性能の優れた材料を選ぶ必要がなく、それは無駄になります。

正極および負極の圧縮: 正極および負極の圧縮が高すぎると、セルのエネルギー密度を向上させることができますが、材料のサイクル性能が一定程度低下します。理論的な分析によれば、圧縮が大きいほど材料の構造へのダメージも大きくなり、材料の構造はリチウム電池が再利用可能であることを保証する基礎となります。さらに、正負極の密度が高い電池セルでは、正常なサイクルまたはより多くのサイクルを完了するために必要な液保持容量を確保することが難しくなります。

水分：過剰な水分は正極および負極の活性物質と副反応を引き起こし、その構造を破壊して循環に影響を与えます。同時に、水分が多すぎるとSEI膜の形成にもよくありません。しかし、微量の水分は除去が難しい一方で、一定程度バッテリーセルの性能を確保するためにも役立ちます。残念ながら、文武のこの分野での個人的な経験はほぼゼロであり、多くは語れません。もし興味があれば、フォーラムでこのトピックに関する情報を検索することができます。まだ多くの情報があります。

コーティング膜密度：膜密度の影響を考慮して循環に影響を与える単一の変数を考えるのはほぼ不可能な任務です。膜密度の不均一性は、容量の違いまたはセルの巻き数や層状構造の違いを引き起こします。同じモデル、同じ容量、同じ材料の電池において、膜密度を減らすことは、巻きや層を一つまたはそれ以上追加することと同じです。それに応じて増加するセパレーターは、より多くの電解液を吸収し、循環を確保することができます。膜密度が薄くなることでセルのレート性能が向上し、ポールピースと裸電池の焼成および脱水も容易になることを考慮すると、薄い膜密度のコーティングにおける誤差を制御するのはさらに困難になる可能性があります。大きな粒子はコーティングやローリングに悪影響を与える場合もあります。層が多いほど箔やセパレーターも多くなり、それはコストが高くなりエネルギー密度が低下することを意味します。したがって、評価にはバランスが必要です。