華悅解析丨節能環保下,鋰電池化成新趨勢

鋰離子電池是20世紀90年代出現的綠色高能環保電池,具有能量密度高、環境友好、無記憶效應、迴圈壽命長、自放電少等突出的優點,是攝像機、行動電話、膝上型電腦、行動式測量儀等電子裝置小型輕量化的理想電源,也是電動汽車、軍用的理想輕型高能動力源。因此,鋰離子電池成為近年來電池界廣泛研究的熱點。

鋰電池化成概述

一般來說,新制鋰電池的電極,其材料並不是處在最佳適用狀態,或者物理性質不合適,例如顆粒太大,接觸不緊密等,或者物相本身不對,例如一些合金機理的金屬氧化物負極,或者需要進行鈍化,因而需要對電池本身進行一定次數的充放電迴圈,來達到電池的最佳狀態。

電池的化成一般會在非常嚴格控制的條件下進行(溫度,電流,電壓範圍,時長等)。化成是鋰電池生產過程中的重要工序,化成時在負極表面形成一層鈍化層,即固體電解質介面膜(SEI膜),SEI膜的好壞自接影響到電池的迴圈壽命、穩定性、自放電性、安全性等電化學效能,滿足二次電池密封“免維護”的要求,而不同的化成工藝形成的SEI膜有所不同,對電池的效能影響也存在很大差異。

節能型鋰電池現狀

由於目前企業的能源利用普遍比較低,生產中大量熱量放出,不但造成極大的浪費,而且有種種弊端。二次電池在化成和檢測過程中,往往需要進行多次充放電。對於小容量電池,放電的能量一般是以熱的形式散發掉,動力電池由於容量較大,如果將放電過程中的電能以熱能的形式散發到周圍的環境中,不僅造成電能的巨大浪費,並且會導致生產現場的環境溫度增高,需要較大功率的空調系統或通風系統進行降溫除熱,其結果只能是造成了能源的二次浪費。所以節能需求十分必要也刻不容緩。

最佳化處理

為了達到節能的效果,一方面儘量減小空載損耗,另一方面提高充電電源效率,空載損耗包括開機損耗與流程非充電時損耗,前者透過增加控制開關,使開機初始狀態下只有輔助電源工作,其他用電裝置關閉直到流程啟動,後者透過最佳化佈局,增加散熱空間,減小裝置的散熱損耗以及最佳化電路,採用功耗比較小的元器件,程式控制充電電源電壓實現。

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