Per a diferents sistemes de bateries, com ara bateries de liti d'elèctrode positiu ternari/elèctrode negatiu de grafit, bateries de liti d'elèctrode positiu de fosfat de ferro de liti/elèctrode negatiu de grafit o bateries d'elèctrode negatiu de titanat de liti, s'han de realitzar proves específiques basades en les característiques del material i de la bateria de liti.
El procés de producció de bateries de liti es pot dividir en tres etapes: la fabricació de l'elèctrode frontal, l'embalatge de l'elèctrode central i l'activació de la bateria posterior. L'objectiu de l'etapa d'activació de la bateria és activar completament les substàncies actives i l'electròlit de la bateria per aconseguir un rendiment electroquímic estable. L'etapa d'activació inclou etapes com la precàrrega, formació, envelliment i volum constant. El propòsit de la precàrrega i formació és activar els materials de l'elèctrode positiu i negatiu a través de les poques càrregues i descàrregues inicials, de manera que els materials estiguin en l'estat òptim d'ús. Els principals propòsits de l'envelliment són: en primer lloc, fer que l'electròlit estigui més ben humit, cosa que afavoreix l'estabilitat del rendiment de la bateria; En segon lloc, després de l'envelliment, les substàncies actives dels materials dels elèctrodes positius i negatius poden accelerar alguns efectes secundaris, com ara la producció de gas i la descomposició d'electròlits, permetent que el rendiment electroquímic de les bateries de liti assoleixi ràpidament l'estabilitat; El tercer és dur a terme un control de consistència de les bateries de liti després d'envellir durant un període de temps. Després de la formació, la tensió de la cèl·lula de la bateria és inestable i el seu valor mesurat pot desviar-se del valor real. Després de l'envelliment, la tensió i la resistència interna de la cèl·lula de la bateria són més estables, cosa que facilita la filtració de les bateries amb una gran consistència.
El sistema d'envelliment té dos factors principals que afecten el rendiment de les bateries de liti, és a dir, la temperatura d'envelliment i el temps d'envelliment. A més, també és important si la bateria està en estat tancat o obert durant l'envelliment. Per al procés d'obertura, si la fàbrica pot controlar bé la humitat, es pot segellar després de l'envelliment. Si s'utilitza l'envelliment a alta temperatura, és millor l'envelliment després del segellat. Per a diferents sistemes de bateries, com ara bateries de liti d'elèctrode positiu ternari/elèctrode negatiu de grafit, bateries de liti d'elèctrode positiu de fosfat de ferro de liti/elèctrode negatiu de grafit o bateries d'elèctrode negatiu de titanat de liti, s'han de realitzar proves específiques basades en les característiques del material i de la bateria de liti. En el disseny experimental, el calendari d'envelliment òptim es pot determinar per la diferència de capacitat, la diferència de resistència interna i les característiques de caiguda de tensió de les bateries de liti.
1, elèctrode positiu de fosfat de ferro ternari o de liti / bateria de liti d'elèctrode negatiu de grafit
Per a les bateries d'ions de liti amb ternari com a material d'elèctrode positiu i grafit com a material d'elèctrode negatiu, es forma una pel·lícula d'electròlit sòlid (SEI) a la superfície de l'elèctrode negatiu de grafit durant l'etapa de precàrrega de les bateries d'ió de liti. El potencial de formació d'aquesta pel·lícula és d'aproximadament 0.8V, i el SEI permet que els ions penetrin però no els hi passin els electrons. Per tant, després de formar un cert gruix, inhibirà una major descomposició de l'electròlit, pot evitar la degradació del rendiment de la bateria causada per la descomposició de l'electròlit. Tanmateix, la membrana SEI formada després de la formació té una estructura compacta i porus petits. L'envelliment posterior de la bateria ajudarà a reestructurar l'estructura SEI i formar una membrana solta i porosa, millorant així el rendiment de les bateries de liti. L'envelliment de les bateries de liti ternàries/grafit sol trigar 7-28 dies a temperatura ambient, però algunes fàbriques també adopten un sistema d'envelliment a alta temperatura, amb un temps d'envelliment de 1-3 dies. L'anomenada temperatura alta se situa generalment entre 38 i 50 graus. L'envelliment a alta temperatura és només per escurçar tot el cicle de producció, i el seu propòsit és el mateix que l'envelliment a temperatura ambient, que és equilibrar completament els elèctrodes positius i negatius, separadors, electròlits i altres reaccions químiques per aconseguir un estat més estable de les bateries de liti.
2, bateria de liti d'elèctrode negatiu de titanat de liti
La bateria de titanat de liti més coneguda és una bateria amb un elèctrode negatiu fet de titanat de liti, mentre que el material de l'elèctrode positiu es compon principalment de ternari, cobalt de liti i altres materials. La diferència entre les bateries de titanat de liti i les bateries d'elèctrode negatiu de grafit és que el potencial d'intercalació de liti del titanat de liti és d'1,55 V (en relació amb el metall de liti), que és superior al 0.8V format per SEI. Per tant, durant el procés de càrrega i descàrrega, no es formarà cap pel·lícula d'electròlit sòlid (SEI) ni liti dendrític, que té una seguretat més alta. Això vol dir que durant el procés de càrrega del titanat de liti, hi ha reaccions contínues entre els electrons i l'electròlit, generant subproductes i gasos com hidrogen, CO, CH4, C2H4, que poden provocar que la bateria s'abombi. El problema del titanat de liti es basa principalment en els canvis en les propietats del material per alleujar-los, com ara el recobriment superficial, el canvi de distribució de la mida de les partícules i la recerca d'un electròlit adequat. A més, l'optimització del sistema de precàrrega, formació i envelliment també pot reduir adequadament el fenomen de protuberància del titanat de liti. El sistema d'envelliment de les bateries de titanat de liti és, en general, el sistema d'envelliment preferit a alta temperatura, amb una temperatura d'envelliment de 40 graus -55 graus i un temps d'envelliment de 1-3 dies. Després de l'envelliment, es requereix una sortida de pressió negativa. La realització de múltiples proves d'envelliment a alta temperatura per reaccionar completament amb la humitat interna de la bateria pot suprimir eficaçment el problema d'inflor de les bateries de titanat de liti i millorar la seva vida útil.
Independentment del sistema de bateries, l'envelliment és un procés essencial. Tot i que l'envelliment de les bateries de liti es pot entendre com una pèrdua i dany, en realitat és una manera eficaç de filtrar les bateries amb una gran consistència i eliminar els productes defectuosos. Només a través de l'envelliment es poden seleccionar bateries de liti adequades per a l'embalatge per millorar la vida útil de les eines elèctriques.