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川源科技（蘇州）有限公司
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更新時間：2023-06-06 16:02:16瀏覽次數(shù)：442次
聯(lián)系我時，請告知來自 智能制造網(wǎng)電芯體積的變化可以分為由副反應(yīng)與陽極嵌鋰引起的硬膨脹和化成及濫用等過程引起的產(chǎn)氣膨脹；所以，對于電芯體積的監(jiān)控可用于研究其化成工藝、電解液配方、濫用性能等開發(fā)與優(yōu)化等。無原位體積膨脹測試的標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備；基于阿基米德原理，通過測試被測物體在水中的浮力變化來測試其的體積或體積變化率；
電芯體積變化的重要性與原因分析
The change of cell volume can be divided into solid swelling caused by side reaction and anode lithium plating and gassing swelling caused by formation, storage and abuse. Therefore, the volume test can be used to study the formation, electrolyte R&D, abuse improvement and so on.
電芯體積的變化可以分為由副反應(yīng)與陽極嵌鋰引起的硬膨脹和化成及濫用等過程引起的產(chǎn)氣膨脹；所以，對于電芯體積的監(jiān)控可用于研究其化成工藝、電解液配方、濫用性能等開發(fā)與優(yōu)化等。
聚焦與現(xiàn)狀痛點
At present, there is an urgent need for volume test systems for different scenarios. The status of measurement and evaluation methods is as follows.
目前，急需針對不同場景需求的體積測試系統(tǒng)，測量評估方法的現(xiàn)狀如下， ；
解決方案
電芯體積測試原理
基于阿基米德原理，通過測試被測物體在水中的浮力變化來測試其的體積或體積變化率；
Based on Archimedes' principle, the volume or volume change rate of the measured object is measured by measuring its buoyancy change in water.
原位體積測試系統(tǒng)參數(shù)
測試系統(tǒng)概覽
產(chǎn)品特色與優(yōu)勢Features and Advantages
應(yīng)用領(lǐng)域與方向
測試系統(tǒng)可靠性分析：長程模式
The volume change range is less than 10 μL@ 1 hour;
基于CVH110系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，可以看出3.67mL和247mL兩種體積規(guī)格的可靠性都良好，其系統(tǒng)波動率分別為±2μL和±5μL,占對應(yīng)的體積變化率都小于0.5%。
測試系統(tǒng)可靠性分析：長程模式
過充改善原位產(chǎn)氣分析
電芯的過充濫用安全是電芯最重要的特性要求之一。電解液是決定電芯過充性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因子。添加劑A的加入對電芯的過充性能有明顯改善，電芯過充SOC達(dá)到150%SOC其體積同步開始快速增長。此方法可結(jié)合單面疊片小電芯進(jìn)行過充產(chǎn)氣研究。
材料開發(fā)評估：不同添加劑產(chǎn)氣應(yīng)用
從A,B,C,D,E,F6種添加劑配方的電芯化成-過充過程可以看出：
1. BCE三款添加劑的整體抗過充性能良好；
2. 儀器對電芯在化成過程產(chǎn)氣行為進(jìn)行精密實時的監(jiān)控，可以用于電解液配方開發(fā)與篩選，提高研發(fā)效率。
硬膨脹體積測試：電解液配方開發(fā)
Through the chart, we can see that the volume change rate of the type 2824C battery is large than 8630N battery. The overall effect of the 2824C batteries electrolyte formula is worse;
隨著循環(huán)的進(jìn)行，電芯的不可逆體積都在增加，其中2824C組的增長率大于8630N組；2824C樣品的體積膨脹大于8630N，分別為0.3mL和0.15mL左右；2824C電芯主要發(fā)生在恒壓階段，說明此配方電芯的抗氧化性能更差，8630N配方抗氧化性能更好。
鈉電化成產(chǎn)氣研究：不同電解液配方
基于層狀氧化物正極的體系化成幾乎不產(chǎn)氣(0.5ml@ 0.01%膨脹率)，在充電高壓階段產(chǎn)氣速率快速增加，但總體相對很小(1.5ml@0.15%膨脹率) ；The cell based on the layered oxide cathode is almost no gas during formation (0.5ml@0.01%), the gas production rate increases rapidly in the high voltage stage, the overall gas production rate is relatively small (1.5ml@0.15% expansion rate).
四種電解液配方中C配方的效果良好；Formula C is the best one among the four electrolyte formulations;
鈉電產(chǎn)氣體積測試：不同溫度產(chǎn)氣機(jī)制分析
聚陰離子體系電池總體穩(wěn)定性良好，在充電過程中電芯體積變小，可能由于內(nèi)部溫度降低引起；During the charging stage and before the discharge to 2.8V, the cell volume gradually decreases, which maybe due to the temperature;
放電末端(~2.6V)電芯發(fā)生快速產(chǎn)氣，可能歸于SEI穩(wěn)定性不佳，并且隨著溫度的升高產(chǎn)氣量增大。Rapid gasasing at the end of discharge (~2.6V), and the gassing increases with the increase of temperature, mainly caused by rapid reduction of gas production at low potential.
硬膨脹體積測試：不同倍率下體積分析
Batteries in different charge ratio in volume change almost unanimously, shows that the reliability of the batteries is relatively good.
不同倍率下電芯體積的膨脹率不同，對于不同倍率體積膨脹研究十分有必要。特別是對體積變化率小的材料體系，高精密原位體積測試方法的需求更重要，如下體積對于化成后的電芯，不同倍率充電下體積差異很小，幾乎都在同一個水平。
存儲低壓電芯分析
Except at 4.2V, all storages of single electrode at low OCV show the same result that increase of volume is attributed to anode for A&B cell.
通過體積測試分析可知，低壓電芯的產(chǎn)氣貢獻(xiàn)主要來自陽極；
電芯體積膨脹預(yù)測與未來評價思考
Based on in-situ volume testing system, through the volume of the cell cycle data, prediction and analysis volume under different conditions;
基于原位體積測試系統(tǒng)測試電芯循環(huán)過程的體積數(shù)據(jù)，用于電芯各種研發(fā)設(shè)計下評估；同時，最重要的用途是用于電芯不同工況下體積膨脹的預(yù)測與分析。
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