Bei der Herstellung von Lithiumbatterien ist die Kapazität von Lithiumbatteriezellen manchmal geringer als erwartet, was nicht nur die Leistung der Batterie beeinträchtigt, sondern auch ihre Lebensdauer verkürzt. In diesem Artikel werden die Gründe für die geringe Kapazität von Lithiumbatteriezellen eingehend analysiert, um als Referenz für entsprechende Forschung und Produktion zu dienen.

1. Übermäßige und unzureichende negative Elektrode

Im Herstellungsprozess von Lithiumbatterien hat die Menge des negativen Elektrodenmaterials einen wichtigen Einfluss auf die Leistung der Batterie. Zu viel und zu wenig negative Elektrode führt zur Lithiumausfällung auf der Oberfläche der negativen Elektrode und zur Bildung einer dünnen Lithiumschicht. Dieses Phänomen verringert die Kapazität des Akkus sowie die Lade- und Entladeleistung. Je höher der negative Überschuss, desto geringer ist das positive Grammspiel, aber die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, ist gering. Um dieses Problem zu lösen, kann die Leistung der Batterie durch Reduzierung der Flüssigkeitseinspritzmenge optimiert werden. Es muss jedoch auf der Prämisse basieren, die Leistung der Zelle sicherzustellen, und die Injektionsmenge kann nicht blind reduziert werden, nur um die Kosten und den Prozessdruck zu senken.

2. Abnormaler Prozess

Prozessanomalien sind eine weitere wichtige Ursache für eine geringe Zellkapazität. Im Herstellungsprozess von Lithiumbatterien kann jeder Fehler in irgendeiner Verbindung zu einer Verschlechterung der Batterieleistung führen. Beispielsweise kann die Beschichtung der positiven oder negativen Elektrode zu hell sein, ein Yin-Yang-Oberflächenproblem auftreten, die Materialstruktur der Walze beschädigt werden und der Wassergehalt über dem Standard liegen, was zu einem geringen Volumen führen kann. Die leichte Beschichtung der positiven Elektrode wirkt sich direkt auf die Kapazität und Stabilität der Batterie aus. Wenn die Möglichkeit einer übermäßigen und unzureichenden negativen Elektrode groß ist, kann dies durch einen Vergleich des relativen Gewichtsverhältnisses von Einzel- und Doppelseiten nach dem Backen beurteilt werden. Das Problem der Yin-Yang-Oberfläche wird durch eine ungleichmäßige Beschichtung verursacht, die durch eine Optimierung des Beschichtungsprozesses gelöst werden kann. Ein zu hoher Wassergehalt zerstört den SEI-Film und verbraucht Lithiumsalz, wodurch die Zellkapazität verringert wird. Daher ist es wichtig, die Parameter im Prozess streng zu kontrollieren.

3. Materielle Fragen

Neben Prozessfaktoren ist auch die Materialqualität von Lithiumbatterien einer der Schlüsselfaktoren für deren Kapazität. Das Materialproblem umfasst hauptsächlich die Wahl des Anodenmaterials, die Reinheit des Anodenmaterials und die Art des Elektrolyten. Die Kristallstruktur, Partikelgröße und Morphologie des Kathodenmaterials beeinflussen die Einbettung und Entfernung von Lithiumionen und damit die Kapazität der Batterie. Eine unzureichende Reinheit des Anodenmaterials oder das Vorhandensein von Verunreinigungen führen zu einem Anstieg des Innenwiderstands der Batterie und einer Verringerung der Kapazität. Auch die Leitfähigkeit, Stabilität und Kompatibilität des Elektrolyten mit dem Elektrodenmaterial haben Einfluss auf die Batterieleistung. Daher ist die Wahl des richtigen Materials und die Sicherstellung seiner Qualität der Schlüssel zur Verbesserung der Kapazität von Lithiumbatterien.

4. Umweltfaktoren

Auch Umweltfaktoren sind ein nicht zu vernachlässigender Faktor, der die Kapazität von Lithium-Batteriezellen beeinflusst. Die Temperatur ist einer der wichtigsten Faktoren. Bei hohen Temperaturen dringt der Elektrolyt leichter in das Elektrodenmaterial ein und beschleunigt so den Alterungsprozess der Batterie. Niedrige Temperaturen führen zu einem Anstieg der Viskosität des Elektrolyten und einer Verringerung der Migrationsrate von Lithiumionen, was sich auf die Kapazität sowie die Lade- und Entladeleistung der Batterie auswirkt. Daher sollten Lithiumbatterien bei der Verwendung und Lagerung möglichst in einem geeigneten Temperaturbereich gehalten werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern und eine stabile Kapazität aufrechtzuerhalten.

5. Der Einfluss des Ladezustands auf die Batterieleistung

Auch der Ladezustand hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von Lithiumbatterien. Überladung führt zu Veränderungen in der Struktur des positiven Elektrodenmaterials und beschleunigt die Schwächung der Batteriekapazität. Eine Tiefentladung führt zur Erschöpfung der Lithiumionen auf der Oberfläche der negativen Elektrode und zur Bildung von Lithiumdendriten, was nicht nur die Batteriekapazität verringert, sondern auch Sicherheitsprobleme verursachen kann. Daher ist es sehr wichtig, den Ladezustand der Lithiumbatterie richtig zu kontrollieren. Durch den Einsatz intelligenter Ladetechnologie können Überlade- und Tiefentladungsprobleme wirksam verhindert, die Lebensdauer des Akkus verlängert und eine stabile Kapazität aufrechterhalten werden.

6. Der Einfluss der Zyklenlebensdauer auf die Batterieleistung

Auch die Zyklenlebensdauer von Lithiumbatterien ist ein wichtiger Einflussfaktor auf deren Kapazität. Mit zunehmender Lade- und Entladezeit nimmt die Kapazität von Lithiumbatterien allmählich ab. Dies ist hauptsächlich auf strukturelle Veränderungen des Elektrodenmaterials und die Zersetzung des Elektrolyten sowie auf andere Faktoren zurückzuführen. Daher ist auch die Verbesserung der Zyklenlebensdauer von Lithiumbatterien eine wichtige Forschungsaufgabe. Die Lebensdauer von Lithiumbatterien kann durch die Verbesserung des Elektrodenmaterials, die Optimierung der Elektrolytformel und die Verbesserung der Batteriestruktur verlängert werden.