Pourquoi le vieillissement est-il nécessaire pendant la production de batteries ?

Le vieillissement est un processus critique dans la fabrication des batteries lithium-ion. Les batteries formées sont placées dans une pièce/un incubateur à une certaine température (par exemple 45 degrés) pendant une période de temps (par exemple 1 à 7 jours). Pendant cette période, les changements de tension de chaque cellule sont surveillés en permanence. Essentiellement, ce processus stabilise les performances de la batterie et élimine les produits de qualité inférieure grâce à la stabilisation (à température ambiante ou élevée) et aux cycles de charge et de décharge. Cette étape est nécessaire pour les raisons suivantes :

1. Stabilisation et réparation du film SEI : Lors de la charge initiale (formation) d'une batterie, l'électrolyte subit une réaction de réduction sur la surface en graphite de l'électrode négative, formant un film d'interface électrolyte solide (SEI). Ce film est crucial pour la durée de vie, la sécurité et les performances de la batterie. Cependant, le film SEI nouvellement formé est structurellement instable et lâche, ce qui le rend susceptible de se fissurer et de se décomposer. Le processus de vieillissement, en particulier à une certaine température, offre au film SEI la possibilité de se stabiliser et de se réparer, rendant sa structure plus stable et uniforme, empêchant ainsi mieux la décomposition continue de l'électrolyte et améliorant la durée de vie de la batterie.

2. Réactions secondaires et épuisement des impuretés : Certaines réactions secondaires inévitables se produisent au sein de la batterie, telles que des traces de réactions entre l'électrolyte et les matériaux des électrodes positives et négatives, ainsi que la consommation d'eau résiduelle. Le processus de vieillissement, en particulier le vieillissement à haute-température, peut accélérer ces réactions secondaires dans des conditions contrôlées. Cela permet à la batterie d'atteindre un état relativement stable avant d'atteindre l'utilisateur, évitant ainsi une tension anormale ou une baisse de capacité lors de la première utilisation.

1. Mouillage suffisant de l'électrolyte : Bien que la batterie subisse un processus de mouillage après le remplissage, l'électrolyte dans les pores du séparateur et de l'électrode peut ne pas être complètement et uniformément saturé d'électrolyte. La période de repos pendant le processus de vieillissement donne à l'électrolyte suffisamment de temps et la température appropriée pour pénétrer complètement dans l'électrode, garantissant ainsi la bonne migration des ions lithium. Un mouillage insuffisant peut entraîner des problèmes tels qu'une résistance interne élevée et une utilisation incomplète des capacités.

2. Soulagement du stress interne : des microstress sont générés dans le matériau lors de processus tels que le laminage, l'enroulement et le laminage de la feuille d'électrode. Le processus de vieillissement, accompagné d'un repos et d'une charge et décharge douces, aide à libérer ces contraintes internes, rendant la structure de l'électrode plus stable.

1. Dépistage des batteries présentant des micro-courts-circuits et une autodécharge excessive- : pendant la production, les bavures de la feuille d'électrode, les défauts du séparateur et les impuretés de poussière peuvent tous provoquer des micro-courts-circuits dans la batterie. Les micro-courts-circuits peuvent provoquer une chute rapide de la tension de la batterie. En surveillant la chute de tension (valeur K) pendant le processus de vieillissement (en particulier pendant la phase de repos à haute température), ces batteries de qualité inférieure peuvent être identifiées et éliminées avec précision, minimisant ainsi la fourniture de cellules défectueuses aux clients. Il s’agit de la fonction de filtrage la plus importante du processus de vieillissement.

2. Contrôle de la cohérence : même les batteries produites au sein du même lot peuvent présenter de subtiles variations de performances (capacité, résistance interne et taux d'auto-décharge). Le processus de vieillissement expose pleinement ces variations. En mesurant des paramètres tels que la tension et la résistance interne de toutes les cellules après vieillissement, les batteries peuvent être triées et regroupées pour garantir des performances très cohérentes au sein de chaque cellule lorsqu'elles sont assemblées dans un bloc de batteries. La cohérence est la base de la durée de vie et de la sécurité des batteries.

ACEY-BA60100-16machine vieillissante de batterieest appliqué au système de test de cycle de décharge de charge intégré de charge et de décharge de cycle de batterie au lithium à faible chaîne, au test de fonction de batterie et à la surveillance des données de décharge de charge, tels que les outils électriques, le stockage d'énergie solaire, etc.

D'une manière générale, le vieillissement de la batterie est une période de transition entre des « turbulences violentes » et une « stabilité calme », permettant au système chimique interne de devenir stable et fiable. Pour les industriels, le vieillissement est une étape cruciale du contrôle qualité. Grâce au temps et à la pression environnementale, il intercepte les produits de qualité inférieure et instables sur leligne de production de batteries, améliorant considérablement la sécurité et la cohérence du produit final. Si l'omission ou le raccourcissement du processus de vieillissement peut augmenter la capacité de production à court terme, cela peut également entraîner des risques de sécurité importants à long terme et des problèmes de qualité des lots, ce qui est sans aucun doute catastrophique pour les fabricants.

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