De oorzaken van een abnormale interne weerstand van lithium-ionbatterijen kunnen worden geanalyseerd in combinatie met materialen, processen, gebruiksomstandigheden en andere aspecten:
Materiële en structurele factoren
1. Problemen met elektrodemateriaal
- Een slechte geleidbaarheid van de actieve materialen van de positieve en negatieve elektrode, of een overmatige of ongelijkmatige verdeling van het bindmiddel, belemmert de elektronengeleiding.
- Oxidatie of slecht contact van de koperen of aluminiumfolie-stroomcollector verhoogt de interne ohmse weerstand.
2. Abnormale elektrolytenbalans
- Een onvoldoende of verouderde elektrolyt (te veel vocht, ontleding van het oplosmiddel) kan het ionentransport belemmeren.
- Een teveel aan elektrolyt verhoogt de interne weerstand en beïnvloedt de stabiliteit van de lithiumionenconcentratie.
3. Defecten aan de scheidingswand
- Een lage porositeit of een te grote dikte van de separator beperkt de migratie van lithiumionen.
Afwerkings- en fabricagefouten
1. Problemen met elektroden en tabletten
- Een ongelijke dikte van de elektrodecoating, een te hoge verdichtingsdichtheid of slecht laswerk (zoals koudlassen) kunnen leiden tot een te hoge lokale stroomdichtheid.
- Hoge interne weerstand tussen het klinknagel en de drukplaat, of onvoldoende geleidend additief voor de positieve elektrode.
2. Onvoldoende voorbereiding.
- De SEI-film wordt niet stabiel gevormd en de interne weerstand blijft tijdens het cyclen toenemen.
Gebruiks- en verouderingsfactoren
1. Impact van overmatige lozing
- Overmatige ontlading kan de grafietlaag van de negatieve elektrode beschadigen, koperionen in de positieve elektrode oplossen, de separator verstoppen en de ohmse interne weerstand en de ladings-overdrachtsimpedantie verhogen.
- Ernstige overontlading kan leiden tot de ontbinding van de SEI-film, waardoor de interne weerstand verder toeneemt.
2. Temperatuur- en cyclusverliezen
- Hoge temperaturen versnellen de ontleding van het elektrolyt, terwijl lage temperaturen de ionenmobiliteit verminderen, wat beide leidt tot een verhoogde interne weerstand.
- Na langdurig cyclisch gebruik stort de structuur van het positieve elektrodemateriaal in, wordt de SEI-film van de negatieve elektrode dikker en neemt de ladings-overdrachtsimpedantie toe.
3. Slechte consistentie van het accupakket.
- Variaties in capaciteit of zelfontladingssnelheid tussen batterijcellen leiden tot inconsistente spanning en abnormale interne weerstand.
Andere factoren
- Microkortsluitingen: Metaalverontreinigingen of beschadiging van het membraan tijdens het productieproces kunnen plaatselijke stroomtoename en een abnormale interne weerstand veroorzaken.
- Afdichtingsfout: Gas-/vloeistoflekkage na langdurig gebruik veroorzaakt interne chemische reacties, waardoor de interne weerstand toeneemt.
