Pembentukan adalah langkah penting dalam produksi baterai lithium{0}ion. Selama pembentukan, lapisan pasivasi, film interfase elektrolit padat (SEI), terbentuk pada permukaan elektroda negatif. Kualitas film SEI secara langsung memengaruhi masa pakai baterai, stabilitas,-laju pengosongan otomatis, keamanan, dan karakteristik kinerja elektrokimia lainnya, sehingga memenuhi persyaratan "bebas perawatan-" untuk baterai isi ulang yang tersegel. Proses pembentukan yang berbeda menghasilkan film SEI yang berbeda, sehingga berdampak signifikan pada kinerja baterai.
Metode-pra{-pengisian arus rendah tradisional memfasilitasi pembentukan film SEI yang stabil; namun, pengisian daya-arus rendah yang berkepanjangan akan meningkatkan impedansi film SEI yang terbentuk, sehingga memengaruhi kinerja laju pengosongan baterai litium-ion. Waktu proses yang diperpanjang juga berdampak pada efisiensi produksi. Sistem baterai litium-ion yang berbeda memerlukan proses pembentukan yang berbeda; artikel ini berfokus pada sistem baterai lithium besi fosfat.
Proses pembentukan baterai lithium iron phosphate (LFP) biasanya mengikuti langkah-langkah berikut:
Arus pengisian daya 0,05C~0,2C, tegangan pemutusan 3,6~3,7V, arus pemutusan pengisian daya 0,025C~0,05C, istirahat selama jangka waktu tertentu (10-20 menit), kemudian pemakaian pada 0,1~0,2C hingga 2,5V, diikuti dengan periode istirahat (20-60 menit). Dalam mekanisme pengisian/pengosongan yang berbeda, arus pengisian mempengaruhi pembentukan dan kualitas lapisan SEI (Pelat Terisolasi Sedimen), sedangkan waktu istirahat dan arus pemutusan pengisian mempengaruhi waktu proses pembentukan baterai.
Proses pembentukan baterai LFP memerlukan pemilihan tegangan cutoff yang sesuai. Dari perspektif struktur kristal material, bila tegangan pengisian melebihi 3,7V, hal ini dapat merusak struktur kisi LFP, sehingga mempengaruhi kinerja siklus baterai. Beberapa percobaan resistansi internal dan pengamatan SEM elektroda jugakonfirmasikan kesimpulan berikut:
1. Mengurangi tegangan pembentukan dan memperpendek waktu pembentukan secara tepat dapat secara efektif mengurangi pengendapan litium pada permukaan elektroda negatif, sehingga menghasilkan permukaan elektroda negatif yang lebih halus. Hal ini karena tegangan formasi yang tinggi menyebabkan laju pembentukan gas internal lebih cepat, mencegah pengusiran gas tepat waktu dan menyebabkan pengendapan pada permukaan pemisah, sehingga mempengaruhi keseimbangan kontak antara pemisah dan elektroda negatif. Selama penyisipan/ekstraksi ion litium-, ketidakseimbangan ini mengakibatkan penyisipan ion litium-berlebihan di beberapa area, menyebabkan permukaan elektroda negatif tidak rata dan pada akhirnya berdampak pada kinerja baterai.
2. Pengujian resistansi internal baterai yang terbentuk menunjukkan bahwa pengurangan tegangan dan waktu pembentukan secara tepat dapat menurunkan resistansi internal baterai. Resistansi internal yang tinggi yang disebabkan oleh tegangan formasi yang tinggi juga terkait dengan permukaan elektroda negatif yang tidak rata dan pembentukan bintik putih. Bintik putih ini adalah senyawa litium dengan konduktivitas yang buruk, sehingga menyebabkan resistansi internal lebih tinggi.
3. Mengurangi tegangan formasi diproses pembentukan sel bateraidesain dapat meningkatkan kapasitas pengisian/pengosongan awal baterai dan kinerja siklus. Tegangan pembentukan yang terlalu tinggi dengan mudah menyebabkan litium dan senyawanya mengendap di permukaan elektroda negatif, meningkatkan kapasitas baterai yang tidak dapat diubah dan pasti mempengaruhi kapasitasnya. Kehadiran litium dan senyawanya menyebabkan penurunan kapasitas yang semakin cepat selama siklus pengisian/pengosongan, sehingga berdampak pada masa pakai baterai.
ACEY-BCT503-512H 5V 3Aperalatan pembentukan baterai digunakan untuk menguji parameter pembentukan, kapasitas dan kinerja baterai lithium. Ini adalah sistem pengujian terintegrasi baterai master-slave yang terdiri dari komputer dan peralatan mikrokomputer chip tunggal-. Ini memiliki struktur yang canggih, kinerja yang andal, pengoperasian yang mudah, efisiensi tinggi, dan kinerja biaya yang sangat tinggi merupakan peralatan produksi dan pengujian yang sangat diperlukan bagi produsen baterai litium, produsen sub-kapasitas, dan unit penelitian ilmiah.
