電池膨脹行為研究

電芯膨脹力的產(chǎn)生，主要是由負(fù)極引起的，因?yàn)樵陔娦境浞烹娧h(huán)過(guò)程中，鋰離子嵌入層狀材料，造成極片厚度增大，這種膨脹是可逆的；另外一種不可逆的膨脹則主要是在化成過(guò)程形成SEI 膜時(shí)產(chǎn)生氣體造成的。

電芯膨脹力的變化和容量相關(guān)，膨脹力隨容量衰減的關(guān)系，在容量低于80%時(shí)，電芯膨脹力的增長(zhǎng)速度快速增大，而在此之前是較緩慢的。

膨脹力的出現(xiàn)，會(huì)給電芯和模組均會(huì)帶來(lái)危害。對(duì)于電芯，其內(nèi)部壓力變大，電芯的性能和壽命 會(huì)衰減；對(duì)于模組，如果膨脹力應(yīng)對(duì)不當(dāng)，會(huì)造成模組尺寸超差，甚至破壞結(jié)構(gòu)框架。這是因?yàn)?電芯的膨脹力還是相當(dāng)大的，所以，應(yīng)對(duì)電芯膨脹力成為了行業(yè)內(nèi)研究的一個(gè)重點(diǎn)。

鋰離子電池在充放電過(guò)程中，會(huì)發(fā)生尺寸膨脹或收縮的現(xiàn)象，這是多種原因?qū)е碌暮暧^表現(xiàn)。在鋰電池的實(shí)際使用中，膨脹并不是理想狀態(tài)下的可逆行為，因此鋰電池膨脹會(huì)引起電芯變形、電極材料破裂、SEI膜破裂等后果。電池膨脹測(cè)試系統(tǒng)高度集成了電池充放電、溫控箱體、膨脹測(cè)試等多個(gè)模塊，能夠在電池充放電工況下，進(jìn)行多種測(cè)試模式下的，不同形態(tài)電池的膨脹行為評(píng)估，為電極材料研發(fā)和膨脹機(jī)理的分析研究提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。

現(xiàn)有的鋰電池原位膨脹測(cè)量裝置主要針對(duì)傳統(tǒng)軟包/方形電池，這兩類電池外形均為扁平結(jié)構(gòu)，可貼面施加壓力夾持和測(cè)試。而圓柱電池的膨脹測(cè)試是目前行業(yè)內(nèi)的的一個(gè)難點(diǎn)。因?yàn)閳A柱電池側(cè)面是圓柱面結(jié)構(gòu)，無(wú)法直接面對(duì)面施加壓力夾持。

兩類電池的測(cè)試，都具有兩種測(cè)試模式：

1、恒壓測(cè)試模式：固定壓力，測(cè)量膨脹尺寸變化。

2、恒間隙測(cè)試模式：固定尺寸，測(cè)量膨脹力變化。

DC SFT-3000/3000 Pro 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

·  多種電池種類：堿金屬離子電池(Li/Na/K)、多價(jià)離子電池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金屬離子電池(金屬-空氣、金屬-硫)、固態(tài)電池

·  多種電池形態(tài)：軟包電池、方殼電池、圓柱電池、單片電池、模型扣式電池、固態(tài)電池

·  多種測(cè)試模式：手動(dòng)加壓、自動(dòng)加壓、恒壓力、間歇恒壓、脈沖恒壓、恒間距、穩(wěn)態(tài)壓縮模量、瞬態(tài)壓縮模量

·  多種測(cè)試夾具：軟包電池、方殼電池、圓柱電池、單片電池、模型扣式電池、固態(tài)電池

·  多維測(cè)試變量：溫度、膨脹力(N或kg)、膨脹量(μm)、膨脹率(%)、電流/電壓、微分容量(dQ/dV)及其之間相關(guān)性等