O que é a tecnologia "Lithium Supplement" da bateria 6s lipo ec5?

[Razão do suplemento de lítio na bateria lipo 6s ec5]

A perda irreversível de capacidade dos ânodos de grafite mais amplamente utilizados é >6%, enquanto para ânodos de liga à base de silício e estanho com alta capacidade específica, a perda irreversível de capacidade é ainda tão alta quanto 10%-20%. A seguir, CNHL, o fabricante da bateria lipo 6s ec5, irá apresentar em detalhe a tecnologia de suplemento de lítio para a bateria lipo 6s ec5. O artigo irá introduzir a tecnologia e a classificação do suplemento de lítio para a bateria lipo 6s ec5.

[Método da tecnologia de suplemento de lítio para bateria lipo 6s ec5]

No caso de adicionar alguns materiais de ânodo à base de silício de alta capacidade, a eficiência coulômbica da bateria lipo 6s ec5 na primeira semana e a capacidade da bateria lipo 6s ec5 são baixas. Suplementar lítio ativo é um meio eficaz para resolver este problema. Existem muitos métodos para suplementar lítio ativo que foram reportados, principalmente duas categorias: suplemento de lítio no eletrodo negativo e suplemento de lítio no eletrodo positivo.
O suplemento de lítio no eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5 inclui a litiagem física mista de lítio metálico, como adicionar pó de lítio metálico ao eletrodo negativo ou enrolar folha de lítio metálico na superfície da peça do polo; litiagem química, usando agentes litiantes como butil-lítio para litiar quimicamente o eletrodo negativo pré-litiado;

litiagem por autodescarga, o eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5 está em contacto com lítio metálico no eletrólito para completar a litiagem por autodescarga; pré-litiagem eletroquímica, o lítio metálico é introduzido como o terceiro polo na bateria lipo 6s ec5, e o eletrodo negativo é ligado ao terceiro eletrodo composto por lítio metálico para completar a pré-litiagem da carga e descarga do eletrodo.
O suplemento de lítio no eletrodo positivo da bateria lipo 6s ec5 consiste em adicionar compostos contendo lítio com alta capacidade irreversível ao eletrodo positivo das baterias de iões de lítio. Compostos ternários contendo lítio representados por Li6CoO4 e Li5FeO4 e compostos orgânicos contendo lítio representados por Li2DHBN e Li2C2O4. A aplicação da tecnologia de suplemento de lítio para a bateria lipo 6s ec5 não só melhora a capacidade das baterias de iões de lítio, como também melhora a vida útil em ciclo das baterias com ânodos contendo silício.

【Classificação do suplemento de lítio para bateria lipo 6s ec5】

(1) Suplemento de lítio tipo folha de lítio

O método de pré-litiagem da peça do polo negativo roll-to-roll para aplicação em lote, folha de estanho metálico roll-to-roll e folha de lítio metálico, e o lítio metálico reage com a camada superficial da folha de estanho sob a ação da força mecânica para formar LixSn. A folha de estanho litiada mantém boa estabilidade no ar. A superfície da folha de estanho pré-litiada apresenta ligeira descoloração após 48 h de exposição em ambiente normal, e a folha de estanho pré-litiada pode ainda manter 90% da capacidade inicial quando exposta a ar com 79% de humidade durante 12 h. A eficiência coulômbica da bateria LFP|Sn montada com folha de estanho pré-litiada atinge 94% na primeira semana e pode ser ciclada de forma estável durante 200 semanas. Este método de suplemento de lítio para bateria lipo 6s ec5 é também adequado para folha de Al e peças do polo negativo convencionais de carbono de silício.

(2) Suplemento de lítio em pó

A tecnologia de emulsão por gotas é um método muito eficaz para sintetizar pó de lítio estável. Usando a tecnologia de emulsão por gotas, uma camada estável é revestida na superfície do pó de lítio. A composição da camada estável é carbonato de lítio e fluoreto de lítio. O pó de lítio pode não só melhorar a vida útil em ciclo do ânodo de lítio da bateria lipo 6s ec5, como também inibir eficazmente a formação de dendritos de lítio. O pó metálico de lítio estabilizado SLMP (stabilized lithium metal powder) é um produto comercial produzido pela FMC Corporation. Tem uma estrutura núcleo-casca e consiste em 97% de lítio e 3% de revestimento de carbonato de lítio.

A camada protetora de carbonato de lítio é revestida uniformemente na superfície do pó de lítio, o que pode prevenir as reações secundárias adversas do pó de lítio, permitindo que o SLMP seja usado em ambiente seco sem necessidade de atmosfera inerte. O SLMP tem uma capacidade específica de até 3600 mA h/g. Usá-lo para suplemento de lítio no eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5 pode não só melhorar a capacidade da bateria lipo 6s ec5, como também melhorar a eficiência de armazenamento na primeira semana e a vida útil em ciclo.

(3) Suplemento eletroquímico de lítio

No sistema eletroquímico existente de iões de lítio, ao introduzir lítio metálico e o eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5 para formar um eletrodo contra, e controlar a profundidade da carga e descarga eletroquímica, pode-se completar a pré-litiagem do eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5. A pré-litiagem eletroquímica pode ser dividida em pré-litiagem eletroquímica ex-situ e in-situ conforme o método de implementação. Por exemplo, no processo convencional de pré-litiagem eletroquímica ex-situ, a placa do eletrodo negativo que precisa ser pré-litiada e o lítio metálico são montados numa meia-célula.

Após um ciclo específico de carga e descarga, a placa do eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5 atinge o nível de pré-litiagem definido. Depois, monta-se a placa do eletrodo negativo pré-litiada com a nova placa do eletrodo positivo para formar uma bateria lipo 6s ec5.
Para simplificar o processo de desmontagem e remontagem da bateria no método de litiagem eletroquímica ex-situ, o método de litiagem eletroquímica in-situ tem sido gradualmente desenvolvido. O método de litiagem eletroquímica in-situ necessita de redesenhar a bateria lipo 6s ec5.

No processo de montagem, o lítio metálico é pré-adicionado como o terceiro eletrodo, e o eletrodo negativo da bateria lipo 6s ec5 e o eletrodo metálico são usados como eletrodo contra para descarregar. Suplemento de lítio in situ. Primeiro, o eletrodo negativo de carbono duro e o eletrodo de lítio metálico são usados como eletrodo contra para descarregar o eletrodo negativo de carbono duro para suplementar lítio, e depois o eletrodo positivo NCM e o eletrodo negativo de carbono duro suplementado com lítio formam um sistema eletroquímico para trabalho de carga e descarga.

(4) Suplemento de lítio no eletrodo positivo

O material de suplemento de lítio do cátodo da bateria lipo 6s ec5 pode ser adicionado diretamente no processo de homogeneização da pasta do cátodo sem melhoria adicional do processo e o custo é baixo, por isso é mais adequado para o processo de fabrico atual da bateria lipo 6s ec5, sendo conhecido como a tecnologia de suplemento de lítio mais promissora. Do ponto de vista da aplicação, o material perfeito de suplemento de lítio para o eletrodo positivo da bateria lipo 6s ec5 precisa de cumprir os seguintes 4 requisitos básicos:

① O processo irreversível de deslitiação do material de suplemento de lítio do eletrodo positivo da bateria lipo 6s ec5 deve estar dentro da faixa de tensão de trabalho do eletrodo positivo, ou seja, o seu potencial de deslitiação é inferior ao limite superior de tensão do material do eletrodo positivo, e o potencial de intercalação de lítio é inferior ao limite inferior de tensão do material do eletrodo positivo;
② O material de suplemento de lítio deve apresentar energia específica e densidade energética volumétrica suficientemente altas, geralmente com uma capacidade irreversível superior a 350 mA h/g para pré-litiagem eficiente;
③ O material de suplemento de lítio do eletrodo positivo deve ser compatível com o processo de produção geral atual e o sistema da bateria, não reagindo com NMP, ligante, etc. durante a produção da peça do polo, e não apresentando reações secundárias adversas com o eletrólito durante o ciclo da bateria lipo 6s ec5. Após a primeira semana de ciclo, os seus produtos de decomposição não afetam o ciclo da bateria lipo 6s ec5;

④ O material de suplemento de lítio do eletrodo positivo tem boa estabilidade ambiental e pode manter-se estável no ar ou em ambiente seco.
O acima é o conteúdo completo da tecnologia de suplemento de lítio para bateria lipo 6s ec5 trazido pela CNHL hoje. Espero que este artigo possa ajudar a compreender por que a bateria lipo 6s ec5 necessita de suplemento de lítio e o método e classificação do suplemento de lítio para a bateria lipo 6s ec5.
Espero que o conteúdo de hoje seja útil para si, mais informações sobre a bateria lipo 6s ec5 podem ser lidas abaixo:
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