一、原理 在电芯分容后,并不可以马上测试电压,而是要将刚完成分容的电芯存储几天后再进行OCV1的测试,然后再存储几天进行OCV2测试。电芯的K值,由OCV2减去OCV1后的差值,再除以两次存储之间的时间差值算得。 一般而言,第一次存储我们会使用45℃或更高一些的高温条件,其目的有两个:通过高温存储将有腐蚀气账的电芯预先挑出来;通过高温存储让电芯的电压降速率逐步平稳,待存储过后再进行电压及K值测试,可以得到一致性比较好的结果。 综合以上内容,目前我们常见的K值测试及计算方法如下: 二、目的意义 K值作为一个电芯厂出货前必须测试的项目,自然有着其不可替代的价值,对电芯全检并筛选K值有如下意义: 1)筛选内部微短路电芯:极片上的颗粒或微量金属残渣、隔膜上的微小缺陷、电芯在组装过程中引入的粉尘等,都会造成电芯内部微短路。对于微短路电芯,仅通过容量及一次电压是无法完成筛选的,因此必须引入K值测试:通过精确计算其电压降速率来判断电芯是否存在微短路情况。 2)避免电芯长期存储之后电压降低太多:K值是电芯电压降速率的定量描述,K值过大,说明电芯电压降速度太快。这样的电芯出货给客户,如果客户无法及时出货给到终端,那么电芯的电压一致性会随着时间的推移变的越来越差,长期存储后甚至无法满足设备开机等最基本功能,这显然是终端客户无法接受的 3)辅助筛选其它性能不良电芯:当电芯K值较大时,其便存在腐蚀气账或循环不良的可能。前者的原因是铝塑膜封装不良(软包),这类不良是可能通过K值测试筛选的(但绝对不是100%筛选);后者的原因是电芯内部微短路,循环过程中不停地发生副反应从而造成电解液过早消耗干、电芯循环跳水。 三、对电池的影响 1.预测问题电芯。同一批电芯,所用材料和制程控制基本相同,当出现个别电池自放电明显偏大时,原因很可能是内部由于杂质、毛刺刺穿隔膜而产生了严重的微短路。因为微短路对电池的影响是缓慢的和不可逆的。所以,短期内这类电池的性能不会与正常电池相差太多,但是长期搁置后随着内部不可逆反应的逐渐加深,电池的性能将远远低于其出厂性能以及其他正常电池性能。表现为:最大容量的不可逆损失明显偏高(例如三个月不可逆容量损失达到5%,而正常电池达到这一值要一年)、倍率容量保持率(0.5C/0.2C、1C/0.2C)降低、循环变差且循环后易出现析锂等。因此为了保证出厂电池质量,自放电大的电池必须剔除。 2.对电池进行配组。对于需要配组的电池,K值是重要的标准之一。在测量计算K值的过程中要注意,由于不同初始电压下自放电水平有明显差异,因此需要尽量保证电池的一次电压是在一个不大的范围内。我认为较好的一次电压范围标准就是电池厂自己的出厂电压。 3.帮助制定电池出厂电压、出厂容量。有些客户有这类的要求:不管电池出厂电压、出厂容量多少,只是要求电池运到了客户手里,容量有60%。这时就需要评估电池在运输过程中会产生的自放电程度,从而确定电池的出厂电压或者容量。另外由于不同工艺、不同材料、不同储能阶段的电池自放电差值明显,因此对此问题需要进行单独的实验而不能简单套用其它实验的数据。 四、过程关键控制点 影响K值的一些因素:
关键输入参数KPIV:
关键输出参数KPOV: K值 五、常见问题 静置超时:人员操作不当,设备系统控制不当 六、发展趋势 提高测试准确性 降低测试时间 |
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