Ġewwa ċellula tal-litju-jone, il-fuljetti tal-elettrodu huma l-uniċi komponenti metalliċi li jibqgħu f'kuntatt mal-elettrolit għall-ħajja kollha tas-servizz. Il-fojl tal-aluminju fuq in-naħa pożittiva tagħmel aktar milli tmexxi l-kurrent: tiddefinixxi l-pjattaforma mekkanika li fuqha huwa miksi l-materjal attiv, u l-istabbiltà tagħha f'potenzjal għoli hija dik li tippermetti li kollettur tal-aluminju jintuża hemmhekk għal kollox. Il-fehim tal-fojl fil-livell taċ-ċellula jispjega għaliex l-ispeċifikazzjoni tvarja tant minn format taċ-ċellula għall-ieħor.
Il-Funzjoni ta' Kollettur Kurrenti
Il-partiċelli tal-materjal attiv huma kondutturi elettroniċi foqra waħedhom, għalhekk kull elettrodu huwa miksi fuq kollettur metalliku li jġorr il-kurrent għat-tab. Fuq l-elettrodu pożittiv il-kollettur huwa aluminju; fuq l-elettrodu negattiv huwa ram. L-aluminju jintgħażel għall-katodu minħabba li saff ta 'ossidu naturali passivates il-wiċċ u jżommu stabbli fuq it-tieqa operattiva tal-katodu ta' bejn wieħed u ieħor 3.0 sa 4.5 V kontra l-litju. F'potenzjali aktar baxxi s-saff tal-ossidu jsir instabbli, ligi tal-aluminju bil-litju u l-kollettur jinqered, li hija r-raġuni prattika li l-elettrodu negattiv ma jistax juża l-aluminju. Iż-żewġ fuljetti huma għalhekk dejjem speċifikati bħala par meta disinn taċ-ċellula jiġi ffissat.
Mekkaniżmi ta' Stabbiltà u Korrużjoni Elettrokimika
Is-saff ta 'passivazzjoni mhuwiex indestructible fuq ħajja ta' servizz imkejla f'eluf ta 'ċikli. L-aktar rotta ta 'degradazzjoni komuni hija attakk mill-fluworidu tal-idroġenu, li jifforma meta l-umdità residwa tirreaġixxi mal-melħ tal-elettrolit fluworinat. Il-fluworidu tal-idroġenu jdub parti mill-film tal-ossidu u jesponi metall frisk, u jsegwi pitting lokalizzat, li jgħolli l-impedenza taċ-ċelluli u eventwalment jista 'jtaqqab il-fojl. L-umdità residwa tirreaġixxi wkoll fil-wiċċ waqt l-assemblaġġ taċ-ċelluli, għalhekk l-immaniġġjar tal-kamra niexfa-u kontenut baxx ta 'umdità fl-elettrodu miksi huma rekwiżiti funzjonali aktar milli preferenzi tal-produzzjoni. Ir-rata ta 'korrużjoni hija affettwata wkoll mis-sistema tas-solvent tal-elettroliti, mit-temperatura, u mill-potenzjal li jinżamm l-elettrodu, u huwa għalhekk li jintużaw testijiet taċ-ċikliżmu aktar milli testijiet statiċi ta' immersjoni biex jikkwalifikaw il-materjal.
Format taċ-Ċellula u Metodu tal-Kisi
Il-format taċ-ċellula jiddetermina kif il-fojl jiġi deformat waqt l-assemblaġġ. Ċelluli ċilindriċi u priżmatiċi jużaw roll tal-ġelatina tal-ferita, għalhekk il-fojl għandu jgħix f'raġġ żgħir tal-istralċ mingħajr qsim, u t-titwil huwa l-proprjetà li tikkontrolla. Iċ-ċelloli tal-borża jużaw elettrodi f'munzelli, fejn il-fojl jinqata 'd-daqs aktar milli ferita u l-proprjetajiet kritiċi jinbidlu għall-kwalità tat-tarf u l-flatness. Il-kisja tista 'tiġi applikata fuq naħa waħda jew fuq iż-żewġ naħat, u kisi b'żewġ -naħat huwa standard għal elettrodi f'munzelli u feriti. Tabs huma wweldjati mal-marġni tal-fojl mhux miksi, u l-materjal tat-tab għandu jkun kompatibbli mal-kollettur biex jiġu evitati effetti galvaniċi fil-ġonta; l-iwweldjar ultrasoniku huwa użat ħafna minħabba li jevita ż-żona affettwata tas-sħana- tal-iwweldjar bil-fużjoni.
| Format taċ-ċelluli | Assemblaġġ ta 'elettrodu | Kontroll tal-proprjetà tal-fojl |
|---|---|---|
| Ċilindriku | Roll tal-ġelatina tal-ferita | It-titwil u l-indafa tal-wiċċ |
| Priżmatiku | Ferita jew mitwija | It-titwil u l-uniformità tal-ħxuna |
| Borża | Stacked | Kwalità tat-tarf u flatness |
| Disinji ta' l-imwejjed | Ferita b'mudell ta' kisi b'ħafna-tab | Qawwa u preċiżjoni dimensjonali |
Xejriet tal-Ħxuna u Densità tal-Enerġija
Minħabba li l-kollettur ma jġorr l-ebda kapaċità, kull mikrometru mneħħi mill-fojl jissarraf direttament f'volum għal materjal attiv. Id-disinni taċ-ċelluli mxew minn kolletturi ta' 15 għal 20 mikron għal 10 sa 12-il mikron, u gauges irqaq għadhom fl-iżvilupp għal formati ta'-enerġija għolja. Il-limitu huwa stabbilit bl-ipproċessar aktar milli bl-elettrokimika: hekk kif il-fojl isir irqaq, l-istess tolleranza assoluta tal-ħxuna ssir frazzjoni akbar tal-gauge, it-tieqa tat-tensjoni fuq il-linja tal-kisi tidjieq, u l-marġni kontra l-pawżi tal-web u t-tikmix jaqa '. L-uniformità tal-ħxuna tal-fojl u l-camber huma għalhekk speċifikati f'mikrometri assoluti, mhux biss bħala perċentwal tal-ħxuna nominali.
Kwalifika u Standards tat-Test
L-aċċettazzjoni tal-materjal għall-fojl innifsu ssegwi GB/T 36146 għall-aluminju u fojl tal-liga tal-aluminju użat fil-batteriji tal-litju-jone, li jkopri l-kompożizzjoni, id-dimensjonijiet u l-proprjetajiet mekkaniċi. Fil-livell taċ-ċellula, IEC 62660-1, IEC 62660-2 u IEC 62660-3 ikopru l-prestazzjoni, l-affidabbiltà u l-ittestjar tal-abbuż ta 'ċelluli sekondarji tal-litju-jone għal vetturi elettriċi tat-triq, filwaqt li IEC 62133-2 ikopri rekwiżiti ta' sikurezza għal ċelluli u batteriji tal-litju issiġillati li jistgħu jinġarru. L-ittestjar tat-trasport taċ-ċelloli lesti jsegwi l-Manwal tat-Testijiet u l-Kriterji tan-NU, Parti III, subtaqsima 38.3. Minħabba li xorts interni kkawżati minn difetti tal-fojl huma wieħed mill-kawżi rikonoxxuti ta 'runaway termali, ir-rekords tal-kwalità tal-fojl jiffurmaw parti mill-katina tat-traċċabilità taċ-ċelluli meħtieġa minn dawn l-istandards.
Mistoqsijiet Frekwenti
Q:Għaliex tintuża fojl tal-aluminju fuq il-katodu u ram fuq l-anodu?
A: L-aluminju passiva u jibqa 'stabbli fuq it-tieqa potenzjali tal-katodu ta' madwar 3.0 sa 4.5 V kontra l-litju. Taħt madwar 1.5 V is-saff tal-ossidu huwa instabbli u ligi tal-aluminju bil-litju, għalhekk jintuża kollettur tar-ram fuq in-naħa negattiva.
Q:X'jikkawża l-korrużjoni tal-kollettur tal-aluminju matul il-ħajja taċ-ċellula?
A: Fluworidu ta 'l-idroġenu ffurmat minn umdità residwa u l-melħ ta' l-elettrolit fluworinat jinħall parti mis-saff ta 'ossidu protettiv, jesponi metall frisk u jibda pitting lokalizzat li jgħolli l-impedenza.
Q:Kif irqiq jista 'jsir kollettur tal-kurrent tal-batterija?
A: Iċ-ċelloli tal-produzzjoni jużaw fojl ta '10 sa 15-il mikron għall-biċċa l-kbira tad-disinji. Gauges irqaq iżidu d-densità tal-enerġija iżda jnaqqsu t-tieqa tat-tolleranza għat-tensjoni, it-tikmix u l-pawżi tal-web waqt il-kisi u l-istralċ.
Q:Il-format taċ-ċellula jibdel l-ispeċifikazzjoni tal-fojl?
A: Iva. Ċelloli ċilindriċi u priżmatiċi feriti jeħtieġu elongazzjoni għolja biex jgħixu r-raġġ tal-istralċ, filwaqt li ċ-ċelloli tal-borża f'munzelli jagħmlu enfasi akbar fuq il-kwalità tat-tarf u l-flatness tal-elettrodu maqtugħ.
Q:Liema standards japplikaw għall-kwalifika taċ-ċelluli tal-litju-jone?
A: IEC 62660-1, IEC 62660-2 u IEC 62660-3 ikopru ċelluli ta 'trazzjoni, IEC 62133-2 tkopri ċelluli ssiġillati portabbli, u UN 38.3 japplika għall-ittestjar tat-trasport ta' ċelluli lesti u batteriji.
Q:Għaliex it-tolleranza tal-ħxuna tal-fojl hija aktar importanti fl-applikazzjonijiet tal-batterija milli fl-ippakkjar?
A: Il-piż tal-kisi għal kull unità ta 'żona huwa stabbilit mid-distakk bejn ir-ras tal-kisi u l-fojl, għalhekk pass tal-ħxuna jittrasferixxi direttament fil-varjazzjoni tat-tagħbija tal-elettrodu u eventwalment fl-iżbilanċ taċ-ċelluli.