Nel processo di produzione, il personale, le attrezzature, le materie prime, i metodi e l'ambiente sono i principali fattori che influiscono sulla qualità del prodotto e il processo di produzione delle batterie LiFePO4 non fa eccezione. Il personale e le attrezzature appartengono alla categoria del management, quindi discutiamo principalmente degli ultimi tre fattori di influenza.

Guasto delle batterie causato da impurità nei materiali attivi degli elettrodi

Durante il processo di sintesi di LiFePO4, ci sarà una piccola quantità di impurità come Fe2O3, Fe2P, Fe, ecc. Queste impurità saranno ridotte sulla superficie dell'elettrodo negativo, che potrebbe perforare il diaframma e causare un cortocircuito interno. LiFePO4 è esposto all'aria per lungo tempo e l'umidità deteriora la batteria. Il suo meccanismo di invecchiamento: il fosfato di ferro amorfo si forma sulla superficie del materiale nella fase iniziale dell'invecchiamento e la sua composizione e struttura locale sono simili a LiFePO4(OH); LiFePO4 viene consumato continuamente, mostrando un aumento di volume; dopodiché, si ricristallizza lentamente per formare LiFePO4(OH). L'impurità Li3PO4 in LiFePO4 è elettrochimicamente inerte. Maggiore è il contenuto di impurità dell'anodo di grafite (principalmente Al e Fe),

Il guasto della batteria causato dal metodo chimico

La perdita irreversibile di ioni di litio attivi si manifesta per la prima volta negli ioni di litio consumati durante la formazione di film interfacciali di elettroliti solidi (film SEI). Lo studio ha rilevato che l'aumento della temperatura di formazione causerà una perdita più irreversibile di ioni di litio, perché la proporzione di componenti inorganici nel film SEI aumenterà all'aumentare della temperatura di formazione e il gas rilasciato durante la trasformazione della componente organica ROCO2Li in componente inorganico Li2CO3 Provocherà più difetti nel film SEI e gli ioni di litio solvati attraverso questi difetti si intercaleranno nell'elettrodo negativo di grafite in grandi quantità.

Durante la formazione, la composizione e lo spessore del film SEI formato dalla carica a bassa corrente sono uniformi, ma richiede tempo; la carica ad alta corrente causerà più reazioni collaterali, con conseguente aumento della perdita irreversibile di ioni di litio e anche l'impedenza dell'interfaccia negativa aumenterà, ma consente di risparmiare energia. Allo stato attuale, viene utilizzata maggiormente la modalità di formazione di corrente costante di piccola corrente e corrente costante di grande corrente e tensione costante, che può tenere conto dei vantaggi di entrambi. Il metodo elettrochimico è stato utilizzato per dimostrare ulteriormente che l'attivazione della batteria influisce sulla stabilità del film SEI. Maggiore è la stabilità della pellicola SEI, minore è il tasso di autoscarica della batteria.

Guasto della batteria a causa dell'umidità nell'ambiente di produzione

Nella produzione attuale, la batteria entrerà inevitabilmente in contatto con l'aria. Poiché la maggior parte dei materiali positivi e negativi sono particelle di micron o nanoscala e le molecole di solvente nell'elettrolita hanno gruppi carbonilici elettronegativi e doppi legami carbonio-carbonio metastabili, è facile assorbire l'umidità nell'aria.

Le molecole d'acqua reagiscono con i sali di litio (soprattutto LiPF6) nell'elettrolita, che non solo si decompone e consuma l'elettrolita (si decompone per formare PF5), ma produce anche una sostanza acida HF. Tuttavia, sia PF5 che HF distruggeranno il film SEI e l'HF promuoverà anche la corrosione del materiale attivo LiFePO4. Le molecole d'acqua delitiano anche l'anodo di grafite intercalato con litio, formando idrossido di litio nella parte inferiore del film SEI. Inoltre, l'O2 disciolto nell'elettrolita accelererà anche l'invecchiamento delle batterie LiFePO4.

Nel processo produttivo, oltre al processo produttivo che influisce sulle prestazioni della batteria, i principali fattori che causano il guasto delle batterie di alimentazione LiFePO4 includono le impurità nelle materie prime (compresa l'acqua) e il processo di formazione, quindi la purezza delle batterie materiale, il controllo dell'umidità ambientale, il metodo di formazione, ecc. sembrano fattori determinanti.

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