傳統鋰電池中的氣體釋放通常是由高度電解陰極分解和SEI的形成和分解引起的,這對電池安全構成很大威脅,會導致電池膨脹、變形、熱失控等安全隱患。 由於固態電池用固態電解質取代了傳統的液體電解質,因此在消除傳統鋰電池的安全焦慮方面,人們對固態電池寄予厚望。
那麼,固態鋰電池真的不會擔心內部氣體產生和壓力增加嗎?
德國卡爾斯魯厄理工學院的Timo Bartsch等人研究了基於-Li3PS4固體電解質和富鎳層狀氧化物陰極的典型全固態電池的產氣行為。 研究表明,在45°C時,Li Li+為4在高於 5 V 的電位下檢測到顯著的氧氣和二氧化碳產生。
中科院物理研究所聶開輝等通過實驗和計算相結合的方法,系統研究了PEO基固態電池系統在高壓下的產氣行為,發現雖然PEO基聚合物電解質的電化學視窗僅為38V,但純PEO電解液直到負載電壓達到4在 5 V 時,氣體產生分解的明顯行為開始。
以上研究表明,固態電池還存在內部產氣和內壓的問題,因此對固態電池的產氣行為和內部壓力的研究同樣重要。
電鬆弛解決方案
2023年,武漢電鬆弛新能源研發團隊經過技術攻關,成功推出直流IPT原位氣體內壓測試儀,為鋰電池測試提供了新的解決方案。 產品方案得到行業先進企業的認可,具有以下優勢:
(1)直接穿刺,測量準確
路很簡單,摒棄了“間接法”的測量方法,採用類似於手術穿刺的方法,直接對鋰電池內部的氣體和壓力進行取樣和測量。 通過鋰電池穿刺取樣的直接測量方法,可以快速獲得真實準確的資料,從而大大提高了檢測質量和效率。
這種直接測量方法的原理是,使用專門設計的密封穿刺裝置在電池表面形成乙個部分密封的小孔,然後將電池內部的氣體輸出到測量探頭,用於直接測量電池內部的壓力或用於進一步的氣體成分分析。 這種測量方法不僅可以避免系統中漏氣造成的誤差,還可以對不同型別的鋰電池(如軟包電池、稜柱形電池、圓柱形電池等)進行快速取樣。
(2)氣體取樣,包括在內
“間接方法”測量的另乙個主要缺點是其相容性。 由於這種方法只能針對特定型別的鋰電池進行測量,這無疑增加了測試的成本和時間。
為了解決這個問題,我們開發了一種新的鋰電池氣體取樣介面,該介面具有廣泛的相容性,可以同時測量不同型別的鋰電池,包括軟包電池、稜柱形電池和圓柱形電池。 這種創新介面的設計和開發基於我們對電池內部氣壓監測的深入了解和多年的專業知識。 通過這個新的氣體取樣介面,我們可以快速準確地獲取各種型別鋰電池的氣體內部壓力資料,以更好地評估其安全效能。 這種包容性的測量方法不僅提高了測試效率,還降低了測試成本和風險。
相容性強:DC IPT創新性地引入“鋰電池氣體取樣介面(GSP)”技術,類似於廣泛使用的Type-C介面,實現了不同品牌和型別電池測試的相容性和互換性。 DC IPT鋰離子氣體取樣介面(GSP)打破了傳統測量方法的侷限性和缺點,可以同時測試軟包電池、稜柱形電池和圓柱形電池,而無需針對不同型別的電池更換不同的測量裝置或方法。
高效方便:使用者無需在不同的測量裝置之間切換或等待適配,提高了測試效率,減少了時間和人力成本。
資料準確性:採用先進的測量技術和演算法分析,確保資料的準確性和可靠性。
高重複性:由於標準化的介面設計和測量過程,保證了測量結果的重複性和一致性,有利於結果的比較和分析。
(3)網路介面、雲資料
資料也是生產力,高效的資訊傳輸可以提高企業的檢測效率,對每塊電池的質量狀態做出快速預測。 為了滿足這一要求,DC IPT具有預置的網路介面,實現了與雲端的資料連線和Internet接入,以及與其他測試裝置或系統的資料互動和共享。 這使公司能夠建立乙個完整的電池測試和管理系統,從而對電池測試資料進行全面的管理和分析。 使用者可以跨平台(PC、手機、PAD等)訪問每個電池的氣體內部壓力測試資料,以掌握質量。
(4)多渠道定製,高通量測試
在電池測試中,通道數是衡量裝置測試能力的重要指標之一。 單個裝置中的通道數越高,可以承載的測試容量就越大,高通道帶來的經濟優勢不言而喻。 標準版DC IPT設計有8個通道,可以大大提高測試效率,減少測試時間和成本。 還可以根據客戶需求定製更多渠道,提高測試吞吐量,使裝置能夠適應各種測試場景和需求,具有更強的靈活性和可擴充套件性。 無論您是大型企業還是研究機構,您都可以根據自己的測試需求和規模選擇合適的通道數量和配置。
此外,DC IPT的多通道設計具有優異的穩定性和可靠性。 每個通道都使用獨立的測量電路,以確保測試的準確性和一致性。
引用
increasing poly(ethylene oxide) stability to 4.5v by surface coating of the cathode. doi: 10.1021/acsenergylett.9b02739 gas evolution in all-solid-state battery cells. doi: 10.1021/acsenergylett.8b01457