Årsagerne til unormal intern modstand i lithium-ion-batterier kan analyseres i kombination med materialer, processer, brugsforhold og andre aspekter:
Materielle og strukturelle faktorer
1. Problemer med elektrodematerialet
- Dårlig ledningsevne i de positive og negative elektroders aktive materialer eller for meget eller ujævnt fordelt bindemiddel hindrer elektronledning.
- Oxidation eller dårlig kontakt mellem strømaftageren i kobber- eller aluminiumsfolien øger den ohmske indre modstand.
2. Unormal elektrolyt
- Utilstrækkelig eller ældet elektrolyt (for høj fugtighed, nedbrydning af opløsningsmidler) kan hindre iontransport.
- For meget elektrolyt øger den indre modstand og påvirker stabiliteten af lithium-ionkoncentrationen.
3. Separatorfejl
- Lav porøsitet eller for stor tykkelse af separatoren begrænser migration af lithium-ioner.
Udførelses- og fabrikationsfejl
1. Problemer med elektrode og flig
- Ujævn elektrodebelægningstykkelse, for høj komprimeringstæthed eller dårlig tabsvejsning (såsom koldsvejsninger) kan føre til for høj lokal strømtæthed.
- Høj indre modstand mellem nitten og trykpladen, eller utilstrækkeligt positivt elektrodeledende additiv.
2. Utilstrækkelig forberedelse.
- SEI-filmen er ikke stabilt dannet, og den indre modstand fortsætter med at stige under cyklussen.
Brugs- og aldringsfaktorer
1. Virkning af overudladning
- Overafladning kan beskadige det negative elektrodegrafitlag, opløse kobberioner i den positive elektrode, tilstoppe separatoren og øge den ohmske indre modstand og ladningsoverføringsimpedansen.
- Alvorlig overafladning kan forårsage nedbrydning af SEI-filmen, hvilket yderligere øger den indre modstand.
2. Temperatur- og cyklustab
- Høje temperaturer accelererer elektrolytnedbrydningen, mens lave temperaturer reducerer ionernes mobilitet, hvilket begge fører til øget indre modstand.
- Efter langvarig cykling kollapser den positive elektrodematerialestruktur, den negative elektrode SEI-film tykner, og ladningsoverføringsimpedansen øges.
3. Dårlig batteripakkekonsistens
- Variationer i kapacitet eller selvafladningshastighed mellem battericeller fører til uensartet spænding og unormal intern modstand.
Andre faktorer
- Mikrokortslutninger: Metalurenheder eller membranskader under produktionsprocessen kan forårsage lokal strømstigning og unormal intern modstand.
- Pakningsfejl: Gas-/væskelækage efter langvarig brug udløser interne kemiske reaktioner, hvilket øger den indre modstand.
