Die Gründe für die Verformung und Ausdehnung der Batterie nach dem Radfahren
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Nach dem Radfahren sind die Gründe für die Verformung und Ausdehnung der Batterie:
Die Polstückausdehnung wird hauptsächlich in physikalische und chemische Ausdehnung unterteilt;
1. Physische Erweiterung:
Ursachenanalyse der Wickelzelle:
Nach mehrwöchigem Reiben oder Radfahren verformen sich mittlere-und-kleine Lithium-Polymer-Wicklungsbatterien in Richtung der Dicke. Nach dem Laden und Entladen der Batterie ist die Innenschicht der Zelle aufgrund der Verformung des Materials (hauptsächlich des Polstücks und der Isolationsfolie) an den Ecken zu klein und es entsteht eine Spannungskonzentration entlang der Breite der Zelle, was wiederum dazu führt, dass sich das Polstück der Zelle verdreht und die Zelle sich verbiegt und verformt.
2. Chemische Expansion:
Der chemische Grund zeigt sich in der Ausdehnung des Polstücks;
Die Zelldicke von Lithium-Ionen-Batterien nimmt während des Ladevorgangs zu, was hauptsächlich auf die Ausdehnung der negativen Elektrode zurückzuführen ist. Die Expansionsrate der positiven Elektrode beträgt nur 2 bis 4 %, und die negative Elektrode besteht normalerweise aus Graphit, Bindemittel und leitfähigem Kohlenstoff. Die Ausdehnungsrate des Graphitmaterials selbst beträgt 10 %. Zu den Hauptfaktoren, die die Änderung der Expansionsrate der negativen Graphitelektrode beeinflussen, gehören: SEI-Filmbildung, Ladezustand (SOC) und andere Faktoren.
(A). SEI-Filmbildung: Beim ersten Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien erfährt der Elektrolyt eine Reduktionsreaktion an den Graphitpartikeln an der Fest-{1}}Flüssigkeitsgrenzfläche und bildet eine Passivierungsschicht (SEI-Film), die die Oberfläche des Elektrodenmaterials bedeckt. Durch die Erzeugung des SEI-Films erhöht sich die Anodendicke erheblich, und aufgrund des SEI-Films erhöhte sich die Dicke der Zelle um etwa 4 %. Aus der Perspektive des langfristigen Zyklusprozesses wird der Zyklusprozess je nach physikalischer Struktur und spezifischer Oberfläche verschiedener Graphite die Auflösung von SEI und den dynamischen Prozess der neuen SEI-Produktion ablaufen. Flockengraphit hat beispielsweise eine größere Ausdehnungsgeschwindigkeit als Kugelgraphit.
(B). Während des Zyklus der Zelle im geladenen Zustand besteht zwischen der Volumenausdehnung der Graphitanode und dem Zellen-SOC eine gute periodische Funktionsbeziehung, d.
(C). (3)Aus Sicht der Verdichtungsdichte des Materials hat die Verdichtungsdichte einen größeren Einfluss auf die Graphitanode. Beim Kaltpressen des Polstücks wird in der Graphitanodenfilmschicht eine große Druckspannung erzeugt. Diese Spannung wird bei hoher Temperatur in den späteren Polschuh eingebrannt. Es ist schwierig, den Prozess vollständig zu lösen. Wenn die Batterie zyklisch geladen und entladen wird, wird aufgrund des Zusammenspiels von Lithiumioneneinfügung und -extraktion, Elektrolytquellung des Klebstoffs und anderen Faktoren die Membranspannung während des Zyklus abgebaut und die Expansionsrate erhöht. Andererseits bestimmt die Verdichtungsdichte die Größe des Porenvolumens der Anodenmembranschicht. Das Porenvolumen in der Membranschicht ist groß, wodurch das erweiterte Volumen des Polstücks effektiv absorbiert werden kann. Das Porenvolumen ist klein. Wenn sich das Polstück ausdehnt, ist nicht genügend Platz vorhanden, um die Ausdehnung aufzunehmen. Das erzeugte Volumen kann sich zu diesem Zeitpunkt nur zur Außenseite der Membranschicht ausdehnen, was als Volumenausdehnung des Anodenblechs ausgedrückt wird.
(D). Weitere Faktoren: die Haftfestigkeit des Klebstoffs (Haftfestigkeit der Grenzfläche zwischen Klebstoff, Graphitpartikeln, leitfähigem Kohlenstoff und Stromkollektor), Lade- und Entladegeschwindigkeit, Quellfähigkeit des Klebstoffs und des Elektrolyten, die Form der Graphitpartikel. Seine Schüttdichte und die durch das Versagen des Klebstoffs während des Zyklus verursachte Volumenzunahme des Polstücks haben einen gewissen Einfluss auf die Anodenausdehnung.
Berechnung der Expansionsrate:
(Batteriedicke nach der Erweiterung-Batteriedicke vor der Erweiterung)/Batteriedicke vor der Erweiterung * 100 %
Der Ausdehnungskoeffizient ist die physikalische Eigenschaft der Batterie und die Zyklenlebensdauer ist die elektrochemische Eigenschaft. Es gibt keine direkte Beziehung zwischen den beiden. Die Zyklenlebensdauer gibt an, wie oft die Batterie wiederholt verwendet werden kann.
Die Testanforderungen für den Zyklus: 1C Lade- und Entladestrom, 300 Zyklen, die Batterie ist nicht ausgelaufen, kein Feuer, keine Explosion und die Batteriekapazität ist größer oder gleich 80 %, was als qualifiziert gilt.
In Anbetracht des Endprodukts: Wenn die Batterieerweiterung die Verwendung des Produkts nicht beeinträchtigt (z. B. führt die Batterieerweiterung nicht dazu, dass sich das Gehäuse des Produkts ausdehnt/verformt) und nachdem der Zyklus verschiedene Spezifikationen erfüllt hat, kann die Batterie normal verwendet werden;
