리튬 타이타네이트 배터리의 수명 주기에 영향을 미치는 여러 요인들

리튬 타이타네이트 배터리의 수명 주기에 영향을 미치는 여러 요인들

말할 것도 없이, 리튬 타이타네이트 배터리의 사이클 성능은 매우 중요합니다. 거시적 관점에서 더 긴 사이클 수명은 더 적은 자원 소비를 의미합니다. 따라서 리튬 배터리의 사이클 성능에 영향을 미치는 요인들은 리튬 배터리 산업과 관련된 모든 사람이 고려해야 할 문제입니다. 아래에서는 배터리 사이클 성능에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 요인을 참고용으로 나열합니다.

물질의 종류: 물질 선택은 리튬 배터리 성능에 영향을 미치는 첫 번째 요소입니다. 만약 사이클 성능이 떨어지는 재료를 선택한다면, 공정이 합리적이고 생산이 완벽하더라도 배터리 셀의 수명이 보장되지 않을 것입니다. 하지만 더 나은 재료를 선택한다면, 이후 제조 과정에서 문제가 있더라도 사이클 성능이 너무 심각하게 나빠지지는 않을 것입니다(리튬 코발트 산화물은 약 135.5mAh/g이며, 리튬이 방전됩니다. 1C로 100회 이상 충방전해도 0.5C로 500회 이상 90% 이상 유지됩니다; 배터리를 분해하면 음극에는 검은색 흑연 입자가 남아 있습니다), 이는 정상적인 사이클 성능입니다. 물질 관점에서 볼 때, 전체 배터리의 사이클 성능은 양극과 전해액을 결합했을 때의 사이클 성능과 음극과 전해액을 결합했을 때의 사이클 성능 중 더 나쁜 쪽에 의해 결정됩니다. 물질의 사이클 성능이 좋지 않으면 한편으로는 사이클 도중 결정 구조가 너무 빨리 변화하여 리튬 삽입 및 탈리튬화가 계속되지 못할 수 있고, 다른 한편으로는 활성 물질과 해당 전해액 사이에서 밀집되고 균일한 SEI 막이 형성되지 않아 전해액과의 조기 부반응으로 인해 전해액이 너무 빨리 소모되어 사이클에 영향을 미칠 수 있습니다. 셀 설계 시, 어느 한 극에서 사이클 성능이 떨어지는 재료 선택이 확정되었다면, 반대쪽 극에서는 사이클 성능이 더 좋은 재료를 선택할 필요가 없으며, 그렇게 한다면 낭비가 됩니다.

양극 및 음극 압축: 양극과 음극의 압축이 너무 높으면 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있지만, 물질의 사이클 성능이 일정 정도 저하될 것입니다. 이론적으로 분석해 보면, 압축이 클수록 물질의 구조에 대한 손상이 커지며, 물질의 구조는 리튬 배터리가 재사용될 수 있도록 보장하는 기초입니다. 또한, 양극과 음극 밀도가 높은 배터리 셀은 충분한 전해액 보유 용량을 보장하기 어렵습니다. 그리고 전해액 보유 용량은 배터리 셀이 정상적인 사이클 또는 더 많은 사이클을 완료하는 데 필요한 기반이 됩니다.

수분: 과도한 수분은 양극 및 음극 활성 물질과 부반응을 일으켜 그 구조를 파괴하고 순환에 영향을 미칩니다. 동시에, 너무 많은 수분은 SEI 막 형성에도 불리합니다. 그러나 극소량의 수분은 제거하기 어렵지만, 배터리 셀의 성능을 어느 정도 보장하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 아쉽게도 문우(文武)는 이 분야에서 거의 경험이 없어 자세히 말할 수 없습니다. 관심이 있다면 포럼에서 이 주제에 대한 정보를 검색해 볼 수 있습니다. 관련 정보는 매우 많습니다.

코팅 필름 밀도: 단일 변수로서 필름 밀도가 순환에 미치는 영향을 고려하는 것은 거의 불가능한 작업이다. 필름 밀도의 불균일성은 용량 차이를 발생시킬 수도 있고, 셀의 windings 또는 레이어 수 차이를 초래할 수도 있다. 같은 모델, 같은 용량, 같은 재료의 배터리에서 막 밀도를 줄이는 것은 하나 이상의 windings 또는 레이어를 추가하는 것과 같다. 이에 따라 증가된 분리막은 더 많은 전해액을 흡수하여 순환을 보장할 수 있다. 또한 더 얇은 필름 밀도는 셀의 속도 성능을 향상시키고, 극판과 베어 셀의 구워내기와 탈수 과정도 더 쉬워질 것이다. 물론, 얇은 필름 밀도 코팅의 오차를 통제하기는 더 어려울 수 있으며, 큰 입자는 코팅 및 압연에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 더 많은 레이어는 더 많은 호일과 분리막을 의미하며, 이는 비용 상승과 에너지 밀도 저하로 이어진다. 따라서 평가 역시 균형을 유지해야 한다.