バッテリーコアの容量密度を設計するにはどうすればよいですか？

バッテリーのエネルギー密度を上げること（体積バッテリーに限定）は、バッテリーを設計するための最優先事項です。

容量が足りない、単価がまた安い、サイクルが良い、安全性が高い、作るバッテリーも気にしないかもしれません。では、どうすればバッテリーのエネルギー密度を上げることができますか？それは主にいくつかの方法で考えることができます：

1.バッテリー容量に寄与する材料の性能を向上させます。

2.バッテリー容量に寄与しない材料の量を減らします。

3.より高度な生産設備を使用します。

4.プロセス条件を改善し、より厳密な生産監視を実施します。

5.容量に影響するその他のアイテムを最適化します。

次のカテゴリについては、個別に説明します。

1.バッテリー容量に寄与する材料の性能を向上させる：これは主に正および負の極性活性物質用であり、容量密度を上げる最も直接的な方法です。主な方向性は次のとおりです。

（1）より大きな材料の使用：正のリチウムに富む材料、高電圧の三元材料、高電圧のコバルト酸材料、二元材料など。ネガティブソフトカーボンハードカーボン、シリコンスズベースの化合物など。

（2）正および負の材料のより多くの圧縮密度を使用します。

（3）バインダー、より優れた導電性活性物質の使用：これにより、ドレッシングのバインダー、導体の含有量を減らすことができ、それによって単位質量ドレッシングの容量を向上させることができます。また、バインダーや導電剤の量を減らすことで、活物質の圧縮やその他の加工性を向上させることができます。

（4）リバウンドの厚さが薄い材料を使用する：リチウムイオン電池サイクルの後、厚さはリバウンドします。設計では、サイクル後にリバウンドの厚さを予約する必要があります。厚みのリバウンドが小さい材料を使用する場合（現在の観察によれば、これらの材料は優れたサイクル性能を備えた材料でもあります）、節約された厚みのリバウンド用に確保されたスペースをコアの設計厚みに移すことができます。したがって、コアの設計能力が向上します。

（5）より良い性能に一致する材料システムを選択します。単一の「良好な極」、「良好な負極」、および「良好な電解質」がペアになっており、「良好なバッテリー」が製造される保証はありません。適合性の低い材料の組み合わせは、バッテリーのサイクル性能を低下させるだけでなく、倍増性能、さらには正と負のグラムにも影響を及ぼします。同様に、材料がよりよく一致すると、グラム、サイクル、および膨張率のパフォーマンスがすべて改善される可能性があります。

リチウムイオン電池材料技術の成熟が進むにつれ、一般的なリチウムコバルトとグラファイトの可能性は限界に達しています。将来、成熟した他のシステムを製造できれば、リチウムイオン電池のエネルギー密度は革命的な影響を与えるでしょう！

2.バッテリー容量に寄与しない材料の量を減らします：これはより複雑です。主に含まれるもの：より薄いアルミニウムプラスチックフィルムの使用、より薄いバッテリーダイヤフラムの使用、より薄い耳の使用、より薄い銅箔とアルミ箔の使用、より薄い透明な粘着紙の使用など。

この領域の改善は、基本的に形容詞「薄い」に基づいていることがわかります。限られた容量の中で、容量に直接寄与しないアルミプラスチック膜やダイヤフラムなどの容量を減らすことは、化学物質の容量を提供できることを意味し、それによってコア容量が増加します。

ただし、これらの材料が薄い場合、それらの機械的強度と安全性能は影響を受けます。これには、補助材料製造プラントが基本的に材料性能を低下させることなく量を減らすことができることが必要です。一方では、コア製造プラントがプロセス、パラメータ、さらには機器を変更する必要があります（たとえば、薄いアルミホイルはスティック圧力のより高い伸長係数を意味し、コーティングおよびスティック圧力時の断片化の可能性を高めます;より薄いダイヤフラムは短絡のリスクが高くなります。アルミニウムプラスチックフィルムが薄いと足が損傷する可能性が高くなります。極性耳が薄いとバッテリーの倍増性能が低下します。）

これらのより薄い材料の交換には、電池工場による多数の認証が必要です。試行回数が少なすぎると、統計を正確に取得できません。問題が大きすぎると、無駄になります。活性物質の特性を改善することと比較して、不活性物質の含有量を減らすことは、より多くのアイデアを持っているように見え、同じ広い側面を含みます。

3.より高度な生産設備の使用：高度な設備は、主に生産の一貫性を向上させ、生産の変動を減らし、平均を変えずに最小値を達成し、コアのバッチの品質を決定するように設計されています。ここで上げられるのはまさに最小値です。次の2つの例を見てください。

（1）コーティング機のコーティング公差が小さい場合、最小体積/設計容量を増やすことができます。お客様に最小容量要件がある場合、設計容量が変更されていないときに最小容量を増やすことと同じです。言い換えれば、顧客に評価されるコアの容量が増加します。同時に、正極と負極のバイアスが減少します。最初の効率やサイクル後の容量の減衰などの要因を考慮した後、負極過剰の設計を適度に減らすことができるため、バッテリーの正極材料が増え、容量が増えることになります。

（2）ローラーの精度が向上すると、実際の転がり誤差が減少するため、設計圧縮を材料の最大圧縮に近づけることができ、それによって設計容量とコア容量が増加します。ロールアウト電極の厚さはより一貫性があり、これはコアの厚さの一貫性を高めることと同等であり、設計時に小さいmaxTHK-designTHKを選択できます。したがって、設計能力が向上します（カッターの幅、巻尺の幅、コンテナの精度などは類似しており、繰り返されません）。

4.製造条件を改善し、より厳格な生産監視を実施します。生産管理には多くの知識があり、1つか2つ挙げています。

（1）圧延圧力後から巻取り前までのシーケンス時間を短縮：これにより、電極のリバウンドの厚さを減らすことができ、コアの厚さをより適切に制御できます。コアの厚さが最大厚さよりも大幅に薄い場合は、設計の厚さを適切に増やすことができるため、コアの設計能力が向上します。

（2）安定容量室の温度：温度はコアの容量に大きな影響を与えます。低温により、容量の適格なコアが、リソースを浪費するための低容量として二次容量に転送される可能性があります。高温では、容量が低下する可能性があります。コアは認定製品として出荷されます。

短板の原理と同様に、電気コアのバッチの静電容量は、出荷コアの最小値、電気コアのバッチの厚さ、および出荷コアの最大厚さによって測定されます。この労働集約的な産業では、人間の操作が製品の品質にとって非常に重要です。生産において、オペレーターと品質担当者が人的操作のエラーを可能な限り少なくし、生産の変動を減らすことができれば、それはバレル内の最短プレートの長さを増やすことに相当します。これにより、バッテリーの容量が増加し、バッテリーの厚さが減少します。

5.コア容量に影響を与えるその他を最適化します。

フルチャージコアオープン、ネガティブボディは均一で完璧なゴールデンイエローでなければなりません。しかし、人間の操作、材料、機器、さらには設計に問題がある場合、コアの負極の最初の円のリチウム、ダイアフラムのしわのリチウム、正極のリチウムなど、さまざまな種類の小さな髪の病気があります。コーティングされたときの負のテール膜密度。リチウムなどの問題が発生します。容量の観点から、リチウム分析は容量を低下させる可能性があります。同様の条件を排除できる場合は、コアの容量を増やすことと同じです。このようなケースを排除できない場合は、予測できた問題によって一部のコアが廃棄されないように、発生の可能性と考えられる影響の大きさを設計からより正確に予測する必要があります。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。