Influencia de la espuma amortiguadora en el espesor de hinchamiento y la fuerza de hinchamiento del proceso de carga y descarga de la celda

Figura 3 (a) Uso de espuma para la prueba; (b) Diagrama esquemático de la colocación de la espuma para la prueba

Figura 4.Sbrotandoespesor yhinchazóncurva de cambio de fuerza de la espuma en el proceso de carga y descarga bajo presión constante y espacio constante 

Para aclarar aún más la influencia de la espuma en elhinchazóncomportamiento del proceso de carga y descarga, resumir los datos dehinchazónespesor yhinchazónfuerza en los dos modos de prueba, como la Tabla 2 resume los datos específicos de lahinchazónespesor yhinchazónresultados de la prueba de fuerza en cada ciclo, donde el espesor máximo ohinchazónel cambio de fuerza corresponde al final de carga de cada ciclo, el espesor mínimo ohinchazónel cambio de fuerza corresponde al final de descarga de cada ciclo, y el máximo y mínimo de la diferencia es la cantidad correspondiente dehinchazónespesor ohinchazóncambio de fuerza en cada ciclo. 

Los resultados de la prueba de presión constante de 100 kg pueden ser obvios, ya sea espuma, el máximohinchazónespesor y el valor absoluto del mínimohinchazónEl grosor tiene una diferencia obvia, esta diferencia está relacionada principalmente con el grosor de la espuma después del estrés, el subsiguiente se puede combinar con diferentes experimentos de presión constante y cambios de celda para un análisis más detallado, pero las dos pruebas de la batería totalhinchazónla diferencia de espesor no es grande, esto muestra si la espuma no afecta el comportamiento del litio de la batería y la estructura del electrodo positivo y negativohinchazón. 

sin embargo, elhinchazónLos resultados de la prueba de fuerza en el modo de prueba de espacio constante de 100 kg de fuerza de pretensión inicial muestran que, Los resultados de la prueba de la máximahinchazónfuerza, el mínimohinchazónfuerza y ​​total hinchazónel cambio de fuerza bajo la condición de espuma es menor que el de la condición sin espuma. A partir de esto, se puede analizar que, bajo las mismas condiciones de pretensión, en comparación con la batería con un contacto de material de acero inoxidable más duro, utilizando el material amortiguador de espuma con pequeño Dureza, puede inhibir eficazmente elhinchazónfuerza en la batería durante el proceso de carga y descarga, Esto está en línea con los resultados informados, Para la misma batería bajo las mismas condiciones de prueba, La cantidad de inflación producida puede considerarse constante, Bateríahinchazónsqueefoam, La acción de las fuerzas es mutua, El algodón también tiene una fuerza de reacción en la batería, La fuerza de reacción también fuerza a la batería, Para resistir elhinchazónde la batería, la espuma con una dureza pequeña tiene una fuerza de reacción pequeña, el grado de extrusión de la batería es relativamente pequeño, la tensión interna de la batería se puede liberar hasta cierto punto apretando la espuma, por lo que elhinchazónla fuerza es pequeña.

Tabla 1 Los resultados de la prueba del espesor de hinchamiento y la fuerza de hinchamiento de cada ciclo con y sin espuma

Se informa que la presión mecánica adecuada a la batería puede acortar efectivamente el camino de la migración de Li +, reducir la pérdida de Li + para mejorar la vida útil de la batería, pero la reducción del espaciado de la capa de material negativo, la fuerza de van der Waals entre La capa, por lo tanto, aumenta la resistencia de Li + out, la reducción de la capacidad, la posterior se puede combinar con el mismo material de espuma, diferentes tamaños de fuerza de pretensión y prueba de ciclo largo a partir de un análisis de mecanismo más profundo.

2. Comparación de la Curva de Capacidad Diferencial y SbrotandoEspesor y SbrotandoCurva de fuerza

La Figura 5 muestra la curva de capacidad diferencial de carga-descarga,hinchazónespesor y espesor, y curva de cambio de fuerza de la celda, Donde (a) y (b) están en el modo de presión constante, Diagrama esquemático dehinchazóncambios de espesor y curvas de capacidad diferencial de carga-descarga, En (c) y (d) en modo de espacio constante, Diagrama esquemático dehinchazóncambio de fuerza y ​​curva de capacidad diferencial de carga-descarga, como se puede ver en la figura, para esta batería del sistema LCO, el punto de inflexión de lahinchazónespesor o elhinchazónUn cambio de fuerza durante la carga puede corresponder al pico de cambio de fase de la incrustación de litio del electrodo positivo y negativo. Se aclara además que elhinchazónEl efecto de la batería en el proceso de carga y descarga está relacionado principalmente con el cambio de fase estructural causado por la incrustación de electrodos positivos y negativos y el proceso de litio. Bajo la condición de ciclo a corto plazo, ya sea que haya espuma y un modo de medición diferente de brecha constante de presión constante, las dos condiciones variables en el pico de la curva de capacidad diferencial y la capacidad de la celda se ven poco afectadas, pero si se consideran las condiciones de ciclo a largo plazo, puede tener una mayor influencia en la atenuación de la capacidad de la celda, posteriormente se puede combinar con resultados de pruebas específicas para un análisis posterior.

Cifra. 5 Curva de capacidad diferencial,hinchazóncurva de espesor yhinchazóncurva de cambio de fuerza en condiciones de espuma

El analizador de hinchazón in situ (SWE) se utiliza para analizar lahinchazónespesor yhinchazónfuerza del sistema LCO sin espuma, se encontró que durante el proceso de carga y descarga, la tendencia dehinchazónespesor yhinchazónla fuerza es la misma, se relaciona principalmente con el cambio de fase estructural en el proceso de carga y descarga; Los resultados de la comparación con y sin espuma mostraron que, La diferencia entre loshinchazónespesor y elhinchazónFuerza, esto se debe principalmente al efecto de la dureza de la espuma amortiguadora enhinchazón, Usando este experimento como ejemplo, los trabajadores de investigación y desarrollo de baterías de litio pueden combinar el sistema de prueba para diferentes materiales y el cribado de espuma amortiguadora de curva de tensión y tensión. Proporciona una nueva idea para la evaluación de la fuerza de pretensión del módulo de la celda.

1.SAUERTEIG D, HANSELMANN N, ARZBERGER A, et al. Modelado electroquímico-mecánico acoplado y parametrización del hinchamiento y transporte iónico en baterías de iones de litio. J.Fuentes de energía, 2018, 378: 235–247.