Formavimas yra esminis žingsnis gaminant ličio{0}}jonų baterijas. Formuojant neigiamo elektrodo paviršiuje susidaro pasyvavimo sluoksnis – kietojo elektrolito tarpfazės (SEI) plėvelė. SEI plėvelės kokybė tiesiogiai veikia akumuliatoriaus ciklo trukmę, stabilumą, savaiminio iškrovimo greitį, saugą ir kitas elektrochemines charakteristikas, atitinkančias sandarių įkraunamų baterijų „nereikalaujantį -priežiūros“ reikalavimą. Dėl skirtingų formavimo procesų susidaro skirtingos SEI plėvelės, kurios labai paveikia akumuliatoriaus veikimą.
Tradiciniai žemos-srovės išankstinio-įkrovimo metodai palengvina stabilų SEI plėvelės formavimąsi; tačiau ilgalaikis žemos -srovės įkrovimas padidina susidariusios SEI plėvelės varžą, o tai turi įtakos ličio -jonų akumuliatoriaus greitam iškrovimui. Pailgėjęs proceso laikas taip pat turi įtakos gamybos efektyvumui. Skirtingoms ličio{6}}jonų baterijų sistemoms reikia skirtingų formavimo procesų; Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama ličio geležies fosfato akumuliatorių sistemai.
Ličio geležies fosfato (LFP) baterijų formavimo procesas paprastai vyksta taip:
Įkrovimo srovė 0,05C~0,2C, išjungimo įtampa 3,6~3,7V, įkrovimo išjungimo srovė 0,025C~0,05C, ilsintis tam tikrą laiką (10-20 min.), tada iškraunant nuo 0,1~0,2C iki 2,5V, po to seka ramybės periodas (20-0 min.). Esant skirtingiems įkrovimo / iškrovimo mechanizmams, įkrovimo srovė turi įtakos SEI (nuosėdų izoliuotos plokštės) sluoksnio susidarymui ir kokybei, o ramybės laikas ir įkrovimo ribinė srovė turi įtakos akumuliatoriaus formavimo procesui.
LFP akumuliatorių formavimo procesui reikia pasirinkti tinkamą išjungimo įtampą. Žvelgiant iš medžiagos kristalinės struktūros perspektyvos, kai įkrovimo įtampa viršija 3,7 V, tai gali pažeisti LFP grotelių struktūrą ir taip paveikti akumuliatoriaus ciklo veikimą. Taip pat kai kurie vidinės varžos eksperimentai ir elektrodų SEM stebėjimaipatvirtinti tokios išvados:
1. Tinkamai sumažinus formavimo įtampą ir sutrumpinus formavimo laiką, galima veiksmingai sumažinti ličio nusėdimą ant neigiamo elektrodo paviršiaus, todėl neigiamo elektrodo paviršius tampa lygesnis. Taip yra todėl, kad aukšta formavimo įtampa lemia greitesnį vidinį dujų susidarymo greitį, užkertant kelią dujų išmetimui laiku ir nusėdant ant separatoriaus paviršiaus, taip paveikiant separatoriaus ir neigiamo elektrodo kontaktų balansą. Ličio-jonų įdėjimo / ištraukimo metu dėl šio disbalanso kai kuriose vietose įterpiama per daug ličio-jonų, dėl ko susidaro nelygus neigiamas elektrodo paviršius ir galiausiai paveikiamas akumuliatoriaus veikimas.
2. Suformuoto akumuliatoriaus vidinės varžos bandymas parodė, kad tinkamai sumažinus formavimo įtampą ir laiką, galima sumažinti akumuliatoriaus vidinę varžą. Didelė vidinė varža, kurią sukelia didelė formavimo įtampa, taip pat yra susijusi su nelygiu neigiamu elektrodo paviršiumi ir baltų dėmių susidarymu. Šios baltos dėmės yra prasto laidumo ličio junginiai, dėl kurių padidėja vidinė varža.
3. Tinkamai sumažinant formavimo įtampąbaterijos elementų formavimo procesasdizainas gali pagerinti pradinį akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovimo pajėgumą ir ciklo našumą. Dėl pernelyg didelės formavimosi įtampos ličio ir jo junginių lengvai nusėda ant neigiamo elektrodo paviršiaus, todėl padidėja negrįžtama akumuliatoriaus talpa ir neišvengiamai paveikiama jo talpa. Ličio ir jo junginių buvimas lemia vis greitesnį talpos mažėjimą įkrovimo / iškrovimo ciklų metu, o tai turi įtakos akumuliatoriaus veikimo trukmei.
ACEY-BCT503-512H 5V 3Abaterijų formavimo įranga naudojamas ličio baterijų susidarymui, talpai ir veikimo parametrams patikrinti. Tai pagrindinė-pagalbinės baterijos integruota bandymo sistema, sudaryta iš kompiuterių ir įrangos vienos lusto{2}}mikrokompiuterių. Ji turi pažangią struktūrą, patikimą veikimą, patogų veikimą, didelį efektyvumą ir itin brangų našumą – tai nepakeičiama gamybos ir bandymo įranga ličio baterijų gamintojams, mažesnės talpos gamintojams ir mokslinių tyrimų padaliniams.
