Οι λόγοι για την ανώμαλη εσωτερική αντίσταση των μπαταριών ιόντων λιθίου μπορούν να αναλυθούν σε συνδυασμό με υλικά, διαδικασίες, συνθήκες χρήσης και άλλες πτυχές:
Υλικό και δομικοί παράγοντες
1. Ζητήματα υλικού ηλεκτροδίων
- Η κακή αγωγιμότητα των ενεργών υλικών του θετικού και αρνητικού ηλεκτροδίου ή η υπερβολική ή ανομοιόμορφα κατανεμημένη συνδετική ουσία εμποδίζει την αγωγιμότητα των ηλεκτρονίων.
- Η οξείδωση ή η κακή επαφή του συλλέκτη ρεύματος από χαλκό ή αλουμινόχαρτο αυξάνει την ωμική εσωτερική αντίσταση.
2. Μη φυσιολογικός ηλεκτρολύτης
- Ο ανεπαρκής ή παλαιωμένος ηλεκτρολύτης (υπερβολική υγρασία, αποσύνθεση διαλύτη) μπορεί να εμποδίσει τη μεταφορά ιόντων.
- Η υπερβολική ποσότητα ηλεκτρολύτη αυξάνει την εσωτερική αντίσταση και επηρεάζει τη σταθερότητα της συγκέντρωσης ιόντων λιθίου.
3. Ελαττώματα διαχωριστή
- Το χαμηλό πορώδες ή το υπερβολικό πάχος του διαχωριστή περιορίζει τη μετανάστευση ιόντων λιθίου.
Ελαττώματα κατασκευής και κατασκευής
1. Προβλήματα ηλεκτροδίων και γλωττίδων
- Το ανομοιόμορφο πάχος της επίστρωσης ηλεκτροδίων, η υπερβολική πυκνότητα συμπύκνωσης ή η κακή συγκόλληση με γλωττίδες (όπως οι ψυχρές συγκολλήσεις) μπορούν να οδηγήσουν σε υπερβολική τοπική πυκνότητα ρεύματος.
- Υψηλή εσωτερική αντίσταση μεταξύ του πριτσινιού και της πλάκας πίεσης ή ανεπαρκές αγώγιμο πρόσθετο θετικού ηλεκτροδίου.
2. Ανεπαρκής προ-διαμόρφωση.
- Η μεμβράνη SEI δεν σχηματίζεται σταθερά και η εσωτερική αντίσταση συνεχίζει να αυξάνεται κατά τη διάρκεια του κύκλου.
Χρήση και παράγοντες γήρανσης
1. Επιπτώσεις υπερεκφόρτισης
- Η υπερβολική εκφόρτιση μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο στρώμα γραφίτη του αρνητικού ηλεκτροδίου, να διαλύσει ιόντα χαλκού στο θετικό ηλεκτρόδιο, να φράξει τον διαχωριστή και να αυξήσει την ωμική εσωτερική αντίσταση και τη σύνθετη αντίσταση μεταφοράς φορτίου.
- Η σοβαρή υπερεκφόρτιση μπορεί να προκαλέσει αποσύνθεση της μεμβράνης SEI, αυξάνοντας περαιτέρω την εσωτερική αντίσταση.
2. Θερμοκρασία και απώλεια κύκλου
- Οι υψηλές θερμοκρασίες επιταχύνουν την αποσύνθεση των ηλεκτρολυτών, ενώ οι χαμηλές θερμοκρασίες μειώνουν την κινητικότητα των ιόντων, οδηγώντας σε αυξημένη εσωτερική αντίσταση.
- Μετά από μακροχρόνιο κύκλο λειτουργίας, η δομή του υλικού του θετικού ηλεκτροδίου καταρρέει, η μεμβράνη SEI του αρνητικού ηλεκτροδίου πυκνώνει και η σύνθετη αντίσταση μεταφοράς φορτίου αυξάνεται.
3. Κακή συνοχή της μπαταρίας
- Οι διακυμάνσεις στην χωρητικότητα ή στον ρυθμό αυτοεκφόρτισης μεταξύ των στοιχείων της μπαταρίας οδηγούν σε ασυνεπή τάση και ανώμαλη εσωτερική αντίσταση.
Άλλοι παράγοντες
- Μικρο-βραχυκυκλώματα: Οι μεταλλικές ακαθαρσίες ή η ζημιά στο διάφραγμα κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας μπορούν να προκαλέσουν τοπική αύξηση ρεύματος και μη φυσιολογική εσωτερική αντίσταση.
- Βλάβη στεγανοποίησης: Η διαρροή αερίου/υγρού μετά από μακροχρόνια χρήση πυροδοτεί εσωτερικές χημικές αντιδράσεις, αυξάνοντας την εσωτερική αντίσταση.
