Pourquoi la compression des cellules lithium-ion est-elle si importante?

Les cellules de batterie au lithium-ion subissent des changements pendant le cycle. La compression cellulaire peut empêcher divers défauts, tels que le gonflement.

Les principales causes de gonflement des cellules peuvent être divisées en deux catégories: l'une est le changement dans l'épaisseur de la feuille de pôle de la batterie (pendant l'utilisation) et l'autre est le gaz généré par la décomposition de l'oxygène liquide électrolytique.

La compression peut rendre le chemin de migration à l'intérieur de la batterie plus lisse, de sorte que la feuille d'anode et la feuille de cathode et le séparateur s'emboîtent plus étroitement, réduisent la porosité entre les matériaux, de manière à améliorer le taux de transmission des électrons et des ions entre les électrodes, et ainsi réduire la résistance interne. (avis: Trop de pression augmentera également la possibilité de résistance interne, donc une certaine pression est nécessaire).

En ce qui concerne le changement d'épaisseur de la feuille d'électrode, l'épaisseur de la batterie au lithium changera considérablement pendant l'utilisation, en particulier l'électrode négative en graphite. Après stockage et cycle à haute température, les batteries au lithium sont sujettes à un gonflement, et le taux de croissance de l'épaisseur est compris entre 6% et 20%, dont le taux d'expansion positif est faible, seulement 4%, et le taux d'expansion négatif est plus que 20%. En effet, le graphite négatif forme du LiCx (tel que LiC24, LiC12 et LiC6, etc.) pendant le processus d'insertion du lithium, entraînant des changements dans l'espacement du réseau et la génération de contraintes internes microscopiques, ce qui provoque l'expansion de l'électrode négative.

Une fois l'assemblage de la batterie terminé, une petite quantité de gaz inévitable sera générée pendant le processus de pré-formation, qui est l'une des sources de perte de capacité irréversible de la cellule de la batterie. Au cours du premier processus de charge et de décharge, les électrons et l'électrolyte sur la surface de l'électrode négative subissent une réaction REDOX pour former du gaz, et SEI est formé sur la surface de l'électrode négative en graphite. Lorsque l'épaisseur du SEI augmente, les électrons ne peuvent pas pénétrer, inhibant ainsi la décomposition oxydative continue de l'électrolyte. Cependant, lors de l'utilisation de la batterie, la production interne de gaz augmentera progressivement en raison des impuretés dans l'électrolyte ou de l'humidité excessive dans la batterie. En outre, la surcharge et l'abus de surcharge de la batterie, le court-circuit interne, etc., accéléreront également la vitesse de production de gaz de la batterie et provoqueront la défaillance de la batterie.

Pour des raisons de sécurité, une pression est appliquée pour presser le gaz vers le haut, et la soupape de sécurité est ouverte après avoir atteint 0,6 Mpa.