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磷酸铁锂电池厂家厂家带你了解磷酸铁锂电池内阻的影响因素

来源:磷酸铁锂电池厂家 | 作者:友创伟业 | 发布时间: 2020-09-17 | 410 次浏览 | 分享到:
电动汽车具有无污染、噪声低、能源效率高、结构简单等优点,已成为汽车工业重要的发展方向。近年来,市场新能源汽车对动力磷酸铁锂电池高倍率充放电性能的要求越来越高,而内阻是影响磷酸铁锂电池功率性能和放电效率的重要因素,它的初始大小主要由磷酸铁锂电池的结构设计、原材料性能和制程工艺决定。
 
1、合浆
合浆时浆料分散的均匀性影响着导电剂是否能够均匀的分散在活性物质中与其紧密接触,与磷酸铁锂电池内阻相关。通过增加高速分散,可提高浆料分散的均匀性,磷酸铁锂电池内阻越小。通过添加表面活性剂可改善提高电极中导电剂的分布均匀性,可减小电化学极化提高放电中值电压。

2、涂布
面密度是磷酸铁锂电池设计的关键参数之一,在磷酸铁锂电池容量一定时,增加极片面密度势必会减小集流体和隔膜的总长度,磷酸铁锂电池的欧姆内阻会随之减小,因此在一定范围内,磷酸铁锂电池的内阻随着面密度的增加而减小。涂布烘干时溶剂分子的迁移与脱离与烘箱的温度密切相关,直接影响着极片内粘结剂和导电剂的分布,进而影响极片内部导电网格的形成,因此涂布烘干的温度也是优化磷酸铁锂电池性能的重要工艺过程。
 
3、辊压
在一定程度内,磷酸铁锂电池内阻随着压实密度的增大而减小,因为压实密度增大,原材料粒子间的距离减小,粒子间的接触越多,导电桥梁和通道越多,磷酸铁锂电池阻抗降低。而控制压实密度主要是通过辊压厚度来实现的。不同辊压厚度对磷酸铁锂电池内阻具有较大程度的影响,辊压厚度较大时,由于活性物质未能辊压紧密致使活性物质与集流体之间的接触电阻增大,磷酸铁锂电池内阻增大。且磷酸铁锂电池循环后辊压厚度较大的磷酸铁锂电池正极表面产生裂纹,会进一步增大极片 表面活性物质与集流体之间的接触电阻。
 
4、极片周转时间
正极片不同搁置时间对其磷酸铁锂电池内阻具有较大程度的影响,搁置时间较短时,受磷酸铁锂表面碳包覆层与磷酸铁锂作用力影响,磷酸铁锂电池的内阻增大较为缓慢;当搁置时间较长时(大于23h),受磷酸铁锂与水反应以及粘合剂的粘合作用共同影响,磷酸铁锂电池的内阻增大较为明显。因此,实际生产中需严格控制极片的周转时间。
 
5、注液 
电解液的离子电导率决定了磷酸铁锂电池的内阻和倍率特性,电解液电导率的大小与溶剂的粘度程反比,同时还受锂盐浓度和阴离子大小的影响。除了对电导率的优化研究之外,注液量和注液后的浸润时间也直接影响着磷酸铁锂电池内阻,注液量较少或浸润时间不充分,都会引起磷酸铁锂电池内阻偏大,从而影响磷酸铁锂电池的容量发挥。
 
6、温度
温度对内阻大小的影响是显而易见的,温度越低,磷酸铁锂电池内部的离子传输就越慢,磷酸铁锂电池的内阻就越大。磷酸铁锂电池阻抗可以分为体相阻抗、SEI 膜阻抗和电荷转移阻抗,体相阻抗和 SEI 膜阻抗主要受电解液离子电导率影响,在低温下的变化趋势与电解液电导率变化趋势一致。相较体相阻抗和SEI膜阻在低温下的增幅,电荷反应阻抗随温度降低增加更加显著,在-20℃以下,电荷反应阻抗占磷酸铁锂电池总内阻的比例几乎达到 100 %。
 
7、SOC
当磷酸铁锂电池处于不同的SOC时,其内阻大小也不相同,尤其是直流内阻直接影响着磷酸铁锂电池的功率性能,进而反映磷酸铁锂电池在实际状态下的磷酸铁锂电池性能:锂磷酸铁锂电池直流内阻随磷酸铁锂电池放电深度DOD的增加而增加,在10%~80%的放电区间时内阻大小基本不变,一般在较深的放电深度时内阻增加显著。
 
8、存储
随着锂离子磷酸铁锂电池存储时间的增加,磷酸铁锂电池不断老化,其内阻不断增大。不同类型的锂磷酸铁锂电池内阻变化程度不同。在经历9-10月长时间的存储后,LFP磷酸铁锂电池的内阻增加率比NCA和NCM磷酸铁锂电池的内阻增加率高。
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