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软包电芯原位膨胀分析恒压力Vs恒间隙

软包电芯原位膨胀分析-恒压恒间隙锂离电芯在充放电过程中的膨胀为有两种表现形式:厚度和应,精确     测量膨胀厚度和膨胀,有助于优化电芯设计和提升电池在使过程中的平安性能1-3。

恒间隙模式的传统测试法是采个钢板夹具,将电芯固定在压板中间,螺栓固定上下压板的位置,在上压板处安装个传感器来监控压变化,但此法很难保证测试时上下压板间隙恒定,有时间隙会产甚百微的波动,如图1所,红曲线表在电芯充放电过程中,传统夹具的间隙变化产了65左右的波动;恒压模式的传统测试法是在电芯表放置恒定重物,但很难由调整不同的压4-7。

基于以上问题,我们采种动压和位移掌握系统来精确     掌握测试压和间隙,实现真正的恒压与恒间隙测试模式,如图1中的绿曲线代表恒间隙模式下测试系统的间隙乎变化。

原位膨胀测试系统结构意图如图2所。

图1.传统测试法与测试系统恒间隙模式厚度掌握对图2.原位膨胀测试系统结构意图试验设备与测试法1.实验设备:原位膨胀分析仪,型号2110元能科技,设备外观如图3所。

图3.2110设备外观图2.测电芯信息如表1所。

表1.充放电流程:25℃5;0.,;5;。

电芯恒压模式测试:在2110软件上选择“恒压”模式,设置施加压为10,开头测试,软件动读取电芯厚度、厚度变化量、压、测试温度、电流、电压、容量等数据。

电芯恒间隙模式测试:在2110软件上选择“恒间隙”模式,设置初始状态对应的压为10,开头测试,软件动读取电芯厚度、厚度变化量、压、测试温度、电流、电压、容量等数据。

原位分析软包电芯膨胀为1.充放电过程电芯膨胀厚度和膨胀曲线由图4电芯充放电曲线以及厚度和膨胀曲线可知,充电时,电芯膨胀和膨胀厚度均增加,满充时电芯膨胀达到约160,电芯厚度膨胀约2%,放电时,电芯膨胀和膨胀厚度均减。

充电和放电过程的厚度和的曲线变化并未完全对称,说明存在不行逆厚度和应残留。

图4充放电过程中的电压和电流变化;充放电过程中的膨胀厚度和变化2.充放电过程电芯膨胀厚度和膨胀与微分容量曲线分析图5为电芯膨胀厚度和膨胀与微分容量曲线,微分容量曲线的每个峰对应脱嵌锂的相变,由图可知,在充电时,消失第个阳极嵌锂峰时,厚度和曲线斜率也对应增,后续每个脱嵌锂峰都对应厚度和曲线斜率的变化,说明正是由于发了正负极结构相变才导致电芯膨胀厚度和膨胀变化。

图5膨胀与微分容量曲线;膨胀厚度与微分容量曲线总结本采原位膨胀分析仪,对软包电芯在恒压和恒间隙模式下,实时监控充放电过程中的膨胀厚度和膨胀的变化,可发觉膨胀厚度和膨胀曲线与充放电过程的结构相变有关。

锂电研发员可采该原位分析法对不同体系和产艺的电芯进膨胀为分析,从设计更优性能的电芯。

参考资料,.-,2023,63,58-,..-,2023,269,7-,.-2,019,166164106-4114,.-.

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