Formiranje je ključni korak u proizvodnji litijum{0}}jonskih baterija. Tokom formiranja, na površini negativne elektrode formira se pasivacijski sloj, film međufaze čvrstog elektrolita (SEI). Kvalitet SEI filma direktno utiče na životni vijek baterije, stabilnost, -brzinu samopražnjenja, sigurnost i druge karakteristike elektrohemijskih performansi, ispunjavajući zahtjeve "bez održavanja-" za zatvorene punjive baterije. Različiti procesi formiranja rezultiraju različitim SEI filmovima, što značajno utječe na performanse baterije.
Tradicionalne metode nisko{0}}pred-strujnog punjenja olakšavaju formiranje stabilnog SEI filma; međutim, produženo nisko{2}}punjenje povećava impedanciju formiranog SEI filma, utičući na performanse brzine pražnjenja litijum{3}}jonske baterije. Produženo vrijeme procesa također utiče na efikasnost proizvodnje. Različiti sistemi litijum{6}}jonskih baterija zahtijevaju različite procese formiranja; ovaj članak se fokusira na sistem litijum-gvožđe-fosfatnih baterija.
Proces formiranja litijum-gvozdeno-fosfatnih (LFP) baterija obično sledi ove korake:
Struja punjenja 0,05C~0,2C, granični napon 3,6~3,7V, struja prekida punjenja 0,025C~0,05C, mirovanje tokom određenog vremenskog perioda (10-20 min), zatim pražnjenje na 0,1~0,2C do 2,5V, nakon čega slijedi period mirovanja (20-6 min). Pod različitim mehanizmima punjenja/pražnjenja, struja punjenja utiče na formiranje i kvalitet sloja SEI (Sediment-Insulated Plate), dok vreme mirovanja i struja prekida punjenja utiču na vreme procesa formiranja baterije.
Proces formiranja LFP baterija zahtijeva odabir odgovarajućeg napona prekida. Iz perspektive kristalne strukture materijala, kada napon punjenja prelazi 3,7 V, može oštetiti rešetkastu strukturu LFP-a, što utiče na performanse ciklusa baterije. Neki eksperimenti sa unutrašnjim otporom i SEM zapažanja elektrodamapotvrdite sljedeći zaključci:
1. Odgovarajuće smanjenje napona formiranja i skraćivanje vremena formiranja može efikasno smanjiti taloženje litijuma na površini negativne elektrode, što rezultira glađom površinom negativne elektrode. To je zato što visoki napon formiranja dovodi do brže interne brzine stvaranja plina, sprječavajući pravovremeno izbacivanje plina i uzrokujući taloženje na površini separatora, čime utječe na kontaktnu ravnotežu između separatora i negativne elektrode. Tokom umetanja/vađenja litijum{3}}jona, ova neravnoteža dovodi do prekomjernog umetanja litijum-jona u nekim područjima, uzrokujući neravnu površinu negativne elektrode i na kraju utječući na performanse baterije.
2. Ispitivanje unutrašnjeg otpora formirane baterije otkrilo je da odgovarajuće smanjenje napona formiranja i vremena može smanjiti unutrašnji otpor baterije. Visok unutrašnji otpor uzrokovan visokim naponom formiranja također je povezan s neravnom površinom negativne elektrode i stvaranjem bijelih mrlja. Ove bijele mrlje su jedinjenja litija sa slabom provodljivošću, što dovodi do većeg unutrašnjeg otpora.
3. Odgovarajuće smanjenje napona formiranja uproces formiranja ćelija baterijedizajn može poboljšati početni kapacitet punjenja/pražnjenja baterije i performanse ciklusa. Previše visok napon formiranja lako uzrokuje taloženje litija i njegovih spojeva na površini negativne elektrode, povećavajući nepovratni kapacitet baterije i neizbježno utječući na njen kapacitet. Prisustvo litijuma i njegovih jedinjenja dovodi do sve bržeg propadanja kapaciteta tokom ciklusa punjenja/pražnjenja, što utiče na životni vijek baterije.
ACEY{0}}BCT503-512H 5V 3Aoprema za formiranje baterija koristi se za testiranje parametara formiranja, kapaciteta i performansi litijumskih baterija. To je integrisani sistem za testiranje master-slave baterije koji se sastoji od računara i opreme sa jednim-mikroračunarima. Ima naprednu strukturu, pouzdane performanse, praktičan rad, visoku efikasnost i izuzetno visoke performanse, nezamjenjiva je oprema za proizvodnju i testiranje za proizvođače litijumskih baterija, proizvođače pod-kapaciteta i naučno-istraživačke jedinice.
