Système de test de gonflement in situ pour pile bouton modèle MCS1000

La batterie lithium-ion, en tant que support de stockage d'énergie populaire, a été largement utilisée dans la vie. Avec l'augmentation des scénarios d'application, la sécurité de la batterie a également des exigences plus élevées. Dans le processus de charge et de décharge de la batterie lithium-ion, il s'accompagnera de différents degrés de gonflement. D'une part, cela affectera la déformation de l'espace d'assemblage de la batterie, d'autre part, l'irréversiblegonflementl'accumulation entraînera également la destruction structurelle du matériau actif, accélérant ainsi l'atténuation de la capacité. Dans la couche de cellules monomères, la caractérisation de la cellulegonflementa plus de méthodes de caractérisation. Comme en appliquant une certaine pression sur la surface de la cellule pour tester l'épaisseur de la cellule. Legonflementforcer, lagonflement Dde la cellule, y compris plusieurs couches de feuille polaire positive et négative, de diaphragme, de film plastique en aluminium ou de coque en aluminium, ne peut pas localiser avec précision la source degonflementet la quantification d'un matériau. 

Donc, pour le lithium, les chercheurs ont encore certaines limites. La pile bouton est une sorte de batterie utilisée par les chercheurs au lithium, elle est composée d'une seule couche d'électrode positive et négative et de diaphragme, mais en raison de la liaison de la coque en acier à électrode positive et négative, l'électrode dugonflementne peut pas être mesuré. Si l'influence de la coque en acier à électrode positive et négative est exclue et que la pile bouton modèle est utilisée pour explorer legonflementComportement de la batterie monocouche, il peut analyser plus directement legonflementperformance du matériau actif, ce qui est utile pour évaluer la faisabilité de la modification du matériau et l'optimisation de la formule du procédé.

 Schéma du modèle Chuile Cellule

1. Logiciel de test automatisé

2. Système de test de gonflement in situ de cellule de boucle modèle

3. Équipement de charge et de décharge/ poste de travail électrochimique

Caractéristiques principales

1. La taille de l'instrument est petite (longueur * largeur * hauteur 120 * 150 * 280 mm), qui peut être placée dans la boîte à gants.

2. Le montage de la pile bouton modèle peut être utilisé pour assembler différents types de batterie complète.

3.Bonne étanchéité, pour assurer la stabilité des tests à long terme et pour obtenir des résultats de test plus fiables.

4. Système de mesure d'épaisseur de haute précision, résolution de mesure d'épaisseur 0,1 µm, précision ± 1 µm.

5. Test in situ de la cellule complètegonflementcourbe d'épaisseur.

6. La conductivité ionique de l'électrolyte solide peut être testée.

7. Le logiciel combine automatiquement les données de changement d'épaisseur de la batterie du modèle et les données de charge et de décharge (compatibles avec l'instrument de charge et de décharge partielles), et produit le rapport de données de test.

 Cas d'application

1. La batterie symétrique L iL i :

Assemblez la batterie symétrique Li-Li pour tester le changement d'épaisseur pendant le dépôt de lithium ; paramètres de test : la densité de courant est de 0,5 mA/cm², chargé et déchargé pendant 2h et repos pendant 5min. Pendant le placage au lithium, l'épaisseur totale de la batterie a progressivement augmenté, et pour 2 mAh de placage au lithium, l'épaisseur totale de la batterie a augmenté de 2 μm, correspondant à un volumegonflementd'environ 0,76 mm³/mAh.

2. Demi-batterie NCM-Li

Assemblez la batterie NCM-Li pour tester le changement d'épaisseur pendant la charge et la décharge ; paramètres de test : la densité de courant est de 0,6 mA/cm²,3~4.3V. Pendant le processus de charge, l'épaisseur de la batteriegonflementest d'environ 4 μm / mAh, et le volumegonflementest d'environ (0,6 mm³ / mAh), principalement causée par le dépôt de lithium à la surface NCM de la feuille de lithium. Pendant la décharge, le retrait en épaisseur est d'environ 3 μm / mAh et le retrait en volume est d'environ (0,5 mm³/mAh), principalement en raison de l'élimination continue du lithium de la feuille de lithium ternaire enfouie, l'épaisseur de la feuille de lithium diminue ;

3. Batterie complète NCM-Graphite

Assemblez la batterie NCM-Graphite pour tester le changement d'épaisseur pendant la charge et la décharge ; paramètres de test : la densité de courant est de 0,6 mA/cm²,2.8~4.2V. L'épaisseur de la batterie diminue dans le premier cercle de charge, principalement en raison de la phase de repos après l'assemblage, sous une certaine condition de pression, le contact d'interface entre les électrodes positives et négatives se fermera progressivement, il est donc nécessaire de démarrer le temps de charge dans la mesure du possible pendant plus de 3h avant de tester l'épaisseurgonflement. Au cours du processus de charge et de décharge tardif, le changement d'épaisseur de la charge et de la décharge était d'environ 1,33 μm / mAh, avec un changement de volume correspondant de 0,2 mm³/ mAh, qui est principalement causée par l'élimination du lithium du graphite ; l'épaisseur du revêtement en graphite est d'environ 100 μm. Si lagonflementd'électrode positive est ignoré, le pourcentage d'expansion d'épaisseur du graphite est de 2 %.

4. Batterie pleine NCM-Si/C

Assemblez la batterie NCM-Si / C et testez le changement d'épaisseur pendant la charge et la décharge ; paramètres de test : la densité de courant est de 0,6 mA/cm²,3~4.3V. Lorsque l'épaisseur de la batterie du modèle de test augmente, le gonflement de la plaque NCM positive est ignoré, le totalgonflementest principalement legonflementdu SiC négatif, puis en déduisant l'épaisseur de la feuille de cuivre, le pourcentage de gonflement peut être calculé. Par rapport à deux types de matériaux,gonflementde A matériau est supérieur à B, et le premier cercle plein, la différence est plus petite, et le cycle suivant, B maximumgonflementl'épaisseur diminuera par rapport au premier cercle, l'augmentation lente suivante, pour un matériau, chaque cercle du maximumgonflementl'épaisseur a augmenté, cela est lié à la manière de modifier les deux matériaux.

Paramètres principaux de l'instrument

Conditions d'installation