Moodustamine on liitium{0}}ioonakude tootmisel ülitähtis samm. Moodustamise käigus moodustub negatiivse elektroodi pinnale passiveerimiskiht, tahke elektrolüüdi interfaasi (SEI) kile. SEI-kile kvaliteet mõjutab otseselt aku tsükli kestust, stabiilsust, isetühjenemise määra, ohutust ja muid elektrokeemilisi jõudlusnäitajaid, mis vastab suletud laetavate akude hooldusvaba -nõudele. Erinevate moodustamisprotsesside tulemuseks on erinevad SEI-kiled, mis mõjutavad oluliselt aku jõudlust.
Traditsioonilised madala-voolu-eellaadimismeetodid soodustavad stabiilse SEI-kile moodustumist; aga pikaajaline madala vooluga -laadimine suurendab moodustunud SEI-kile takistust, mõjutades liitium-ioonaku tühjenemise kiirust. Pikenenud protsessiaeg mõjutab ka tootmise efektiivsust. Erinevad liitium-ioonakusüsteemid nõuavad erinevaid moodustamisprotsesse; see artikkel keskendub liitiumraudfosfaatpatareide süsteemile.
Liitiumraudfosfaat (LFP) akude moodustamise protsess toimub tavaliselt järgmiselt.
Laadimisvool 0,05C~0,2C, väljalülituspinge 3,6~3,7V, laadimise katkestusvool 0,025C~0,05C, teatud aja puhkas (10-20 min), seejärel tühjenemine 0,1~0,2C kuni 2,5V, millele järgneb puhkeperiood (20-6 min). Erinevate laadimis-/tühjenemismehhanismide korral mõjutab laadimisvool SEI (Sediment-Isolated Plate) kihi moodustumist ja kvaliteeti, samas kui puhkeaeg ja laadimise katkestusvool mõjutavad aku moodustamise protsessi aega.
LFP akude moodustamise protsess nõuab sobiva väljalülituspinge valimist. Materjali kristallstruktuuri vaatenurgast võib laadimispinge üle 3,7 V kahjustada LFP võrestruktuuri, mõjutades seega aku tsükli jõudlust. Mõned sisetakistuse katsed ja elektroodide SEM-i vaatlusedkinnitage järgmised järeldused:
1. Moodustuspinge nõuetekohane vähendamine ja moodustumise aja lühendamine võib tõhusalt vähendada liitiumi sadestumist negatiivse elektroodi pinnale, mille tulemuseks on siledam negatiivse elektroodi pind. Selle põhjuseks on asjaolu, et kõrge moodustumise pinge toob kaasa kiirema sisemise gaasi tekkekiiruse, takistades gaasi õigeaegset väljutamist ja põhjustades ladestumist separaatori pinnale, mõjutades seega separaatori ja negatiivse elektroodi kontakti tasakaalu. Liitium-ioonide sisestamise/eemaldamise ajal põhjustab see tasakaalustamatus mõnes piirkonnas liigse liitiumi-ioonide sisestamise, mis põhjustab ebaühtlase negatiivse elektroodi pinna ja mõjutab lõpuks aku jõudlust.
2. Moodustatud aku sisetakistuse testimine näitas, et moodustumise pinge ja aja sobiv vähendamine võib vähendada aku sisemist takistust. Kõrgest moodustumispingest põhjustatud suur sisetakistus on seotud ka ebaühtlase negatiivse elektroodi pinna ja valgete laikude tekkega. Need valged laigud on halva juhtivusega liitiumiühendid, mis põhjustavad suuremat sisemist takistust.
3. Moodustumispinge sobiv vähendamineakuelementide moodustumise protsessdisain võib parandada aku esialgset laadimis-/tühjenemisvõimet ja tsükli jõudlust. Liiga kõrge moodustumise pinge põhjustab kergesti liitiumi ja selle ühendite sadestumist negatiivse elektroodi pinnale, suurendades aku pöördumatut mahtuvust ja mõjutades paratamatult selle mahtuvust. Liitiumi ja selle ühendite olemasolu põhjustab laadimis-/tühjenemistsüklite ajal üha kiiremat võimsuse vähenemist, mis mõjutab aku tööiga.
ACEY-BCT503-512H 5V 3Apatarei moodustamise seadmed kasutatakse liitiumakude moodustumise, mahu ja jõudlusparameetrite testimiseks. See on ülem-alampatareide integreeritud testsüsteem, mis koosneb arvutitest ja seadmetest, ühe-kiibi mikroarvutitest. Sellel on täiustatud struktuur, usaldusväärne jõudlus, mugav töö, kõrge kasutegur ja ülimalt kõrge hind on liitiumakude tootjate, alam-võimsusega tootjate ja teadusuuringute üksuste jaoks asendamatu tootmis- ja testimisseade.
