リチウムイオン電池の抵抗を減らす方法

リチウムイオン电池の内部抵抗は、主にイオン抵抗、电子抵抗、および接触抵抗の3つの部分からなる。 リチウムイオン電池の内部抵抗を低下させるために、これらの3つの側面に対して特定の対策を講じる必要がある。

リチウムイオン电池のイオン抵抗

リチウムイオン電池のイオン抵抗とは、リチウムイオンの内部伝達中に発生する抵抗を指します。 リチウムイオンの移動速度と電子伝導率は、リチウム電池において同様に重要な役割を果たし、イオン抵抗は主に正および負の電極材料であるセパレータの影響を受けます。そして電解質。 イオン抵抗を減らすには、次の点を考慮する必要があります。

正および負の電極材料および電解質の良好な濡れ特性を確保する

電極板を設計するときは、適切な圧縮密度を選択する必要があります。 圧縮密度が高すぎると、電解質の濡れが悪くなり、イオン抵抗が増加します。 負極板の場合、活性物質の表面のSEIフィルムが最初の充電と放電の間に厚すぎると、イオン抵抗も増加します。そして電池の形成プロセスはこの問題を解決するために調整される必要があります。

電解質の影響

電解質は、適切な濃度、粘度、および導電率を持つ必要があります。 電解質の粘度が高すぎると、電解質の正と負の活性材料の浸透を助長しません。 同時に、電解質は低濃度を必要とする。 集中力が高すぎると、その流れや浸透にも悪影響を及ぼします。 電解質の伝導率は、イオン抵抗に影響を与える最も重要な要因であり、イオンの移動を決定します。

イオン抵抗に対するセパレータの影響

セパレーターのイオン抵抗に影響を与える主な要因には、セパレーター内の電解質の分布、セパレーター面積、厚さ、細孔サイズ、多孔性、およびねじれ係数が含まれます。 セラミックセパレータの場合、セラミック粒子がセパレータの細孔を塞ぐのを防ぎ、電解質の使用効率を低下させるために過剰な残留電解質がないようにすることも必要です。

リチウムイオン电池の电子抵抗

リチウムイオン電池の電子抵抗の影響要因は数多くあり、材料、プロセス、およびその他の面から改善することができます。

正と負の電極プレート

正極板と負極板の電子抵抗に影響を与える要因は、主に活物質と集電体の接触、活物質の物理的特性、および電極板のパラメーターです。 正および負の電極ペーストのより良い接着のために、活物質と集電体の間の十分な接触を確立する必要があります。 活性材料自体の多孔性、粒子表面の副生成物、および導電性剤との不均一な混合はすべて、電子抵抗の変化をもたらす可能性があります。 粒子ギャップが大きすぎると、活性材料の密度が小さすぎて、電子伝導が悪くなります。

セパレータ

セパレータの電子抵抗に影響を与える要因は、主に、充電および放電プロセス中に生成される厚さ、多孔性、および副産物です。 最初の2つの要素は理解しやすいです。 バッテリーを分解するとき、茶色の物質の厚い層がセパレーターの上にしばしば見られます。 その内部では、グラファイトの負極とその反応副産物がセパレータの細孔を塞ぎ、バッテリーの寿命を縮める可能性があります。

現在のコレクタ基板

集電体と電極耳の間の材料、厚さ、幅、および接触度は、電子抵抗に影響を与えます。 電流コレクターは、非酸化およびパッシベート基板を使用する必要があります。そうしないと、抵抗が影響を受けます。 銅箔とアルミニウム箔と電極耳の間の溶接不良も電子抵抗に影響を与えます。

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リチウムイオン电池の接触抵抗

接触抵抗は、銅箔とアルミニウム箔と活性材料の間に形成され、正極および負極ペーストの接着に特別な注意が必要です。

偏光イスタンス

電流が電極を通過すると、電極電位は平衡電極電位から逸脱します。これは電極偏光と呼ばれます。 分極には、オーム分極、電気化学分極、および濃度分極が含まれます。 偏光抵抗とは、電気化学反応中の電極の偏光によって引き起こされる内部抵抗を指します。 バッテリー内部の一貫性を反映できます。 ただし、操作や方法の影響を受けるため、生産には適していません。 偏光抵抗は一定ではありませんが、活性材料の組成、電解質濃度、および温度の変化により、充電および放電中に時間とともに継続的に変化します。 オーム抵抗はオームの法則に従い、偏光抵抗は電流密度の増加とともに非線形に増加します。 この増加は、電流密度のログの増加とともに直線的に発生することがよくあります。

構造デザインの影響

リチウムイオン電池の構造設計では、電池構造部品のリベット留めと溶接に加えて、数、サイズ、バッテリー電極の耳の位置は、バッテリーの内部抵抗に直接影響します。 ある程度、電極耳の数を増やすことで、バッテリーの内部抵抗を効果的に減らすことができます。 電極の耳の位置は、バッテリーの内部抵抗にも影響します。巻かれたバッテリーの内部抵抗は、正と負の電極プレートの上部で最も高くなります。積み重ねられた電池は、数十個の小さな電池の並列接続に相当するため、内部抵抗が低くなります。

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