① Elektrodenbeschichtung

Bei der Elektrodenbeschichtung hat die Beschichtungsqualität einen signifikanten Einfluss auf den DCIR-Wert. Eine ungleichmäßige Beschichtung ist ein häufiges Problem. Ist das Aktivmaterial an bestimmten Stellen zu dick oder zu dünn, führt dies zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung. Eine ungleichmäßige Stromverteilung auf der Elektrode führt zu einem erhöhten lokalen Widerstand und damit direkt zu einem höheren DCIR-Wert. Darüber hinaus entstehen bei unzureichender Beschichtung Bereiche ohne Aktivmaterial, sogenannte „virtuelle Kontakte“. Diese „virtuellen Kontakte“ wirken wie Unterbrechungen in einem Stromkreis, verursachen einen signifikanten Widerstand gegen den Stromfluss, erhöhen den Innenwiderstand erheblich und beeinflussen somit die DCIR-Messergebnisse.

ACEY-AC300J Elektrodenbeschichtungsanlage Das System nutzt eine automatisierte Steuerung, die eine hochpräzise und gleichmäßige Beschichtung, Dickenüberwachung und Trocknungskontrolle ermöglicht. Diese Hochleistungsbeschichtung reduziert effektiv Dickenschwankungen, gewährleistet die Konsistenz der Elektrode und senkt somit die DCIR-Abweichung.

② Elektrodenrollen

Der Grad des Elektrodenwalzens beeinflusst den DCIR-Wert maßgeblich. Ist das Walzen zu locker, ist die Elektrodenporosität zu hoch und der Kontakt zwischen Aktivmaterial und Stromkollektor nicht optimal. Dies behindert den Elektronentransport zwischen Aktivmaterial und Stromkollektor, was zu einem höheren Innenwiderstand und einem erhöhten DCIR-Wert führt. Ist das Walzen hingegen zu fest, wird die Struktur des Aktivmaterials beschädigt und Ionenkanäle werden blockiert. Blockierte Ionenkanäle erschweren den Ionentransport und erhöhen ebenfalls den DCIR-Wert.

ACEY-RP-300x350 automatisches r Rollpresse Maschine Durch die präzise Steuerung von Walzenspalt und -druck werden Elektrodendichte und -verdichtung verbessert, wodurch eine gleichmäßige Oberflächenebenheit und Porosität der Elektroden gewährleistet werden. Dies optimiert den Elektronen- und Ionentransport und stabilisiert somit die DCIR-Leistung.

Werden beim Schneiden/Schlitzen der Elektroden entstandene Grate nicht entfernt, treten verschiedene Probleme auf. Die Grate können den Separator durchstechen und so einen Mikrokurzschluss verursachen. Ein Mikrokurzschluss führt zu anormalen Strompfaden innerhalb der Batterie, wodurch der Widerstand steigt und ein ungewöhnlich hoher Gleichstrom-Einschaltstrom (DCIR) entsteht. Darüber hinaus können die Grate auch den Kontakt zwischen Elektrode und Anschlussfahne beeinträchtigen, was die Stromübertragung weiter verschlechtert und ebenfalls einen ungewöhnlich hohen DCIR verursacht.

ACEY-SM300 Elektroden-Schlammungsmaschine Diese halbautomatische Schneidemaschine dient der Herstellung von Elektroden für Batterien und prismatische Batterien in Forschungs- und Entwicklungslaboren sowie Produktionslinien. Sie eignet sich zum Längsschneiden von Kathoden- und Anodenelektroden wiederaufladbarer Lithiumbatterien. Als Basismaterial für die Elektroden können Aluminium- oder Kupferfolien verwendet werden. Die Schnittkanten sind sauber, die Maßgenauigkeit hoch und es entstehen keine Grate. Die Maschine ist ein wichtiges Gerät in der Plattenbearbeitung.

Die Qualität der Lötstellenverbindung ist ein wichtiger Faktor für den Gleichstrom-Einstromwiderstand (DCIR). Unvollständige oder fehlerhafte Lötstellen können den Kontaktwiderstand zwischen Elektrodenanschluss und Stromabnehmer deutlich erhöhen. Dadurch wird die Verbindung geschwächt, was zu einem höheren Kontaktwiderstand bei Stromfluss und somit zu einem Überschreiten des DCIR-Grenzwerts führt. Auch Lötreste können einen schlechten Kontakt verursachen, was ebenfalls eine häufige Ursache für einen zu hohen DCIR ist. Die Lötreste behindern die normale Stromleitung, erhöhen den Widerstand und verfälschen somit die DCIR-Messergebnisse.

ACEY-USW-3000 Ultraschall-Metallpunktschweißmaschine Es wurde speziell für das Verbinden von Nickel- und Aluminiumwerkstoffen in der Batterieherstellung und anderen Anwendungen entwickelt. Es gewährleistet gleichmäßige und feste Schweißnähte, kontrolliert effektiv die Wärmeeinbringung beim Schweißen, reduziert unvollständige Schweißnähte und Schlacke, verbessert die Leitfähigkeit und senkt den Gleichstrom-Induktionswiderstand (DCIR).

② Zellenwicklung/Stapelung

Die Prozesskontrolle beim Wickeln/Laminieren der Zellen hat einen signifikanten Einfluss auf den DCIR-Wert. Eine ungenaue Wicklungsausrichtung, beispielsweise durch Fehlausrichtung der Elektroden oder des Stapelns, verringert die effektive Kontaktfläche der aktiven Materialien der positiven und negativen Elektrode. Eine verringerte effektive Kontaktfläche erhöht den Ionentransportwiderstand, wodurch die Ionenbewegung innerhalb der Batterie erschwert wird und somit der DCIR-Wert ansteigt. Darüber hinaus kann eine ungleichmäßige Wicklungsspannung Falten im Separator verursachen, die die Ionenleitung beeinträchtigen, den Widerstand weiter erhöhen und die DCIR-Testergebnisse verfälschen.

IV. Schlussfolgerung

Zusammenfassend lassen sich die Kernprozesse, die die DCIR-Prüfung von Lithium-Ionen-Batterien beeinflussen, in drei Hauptphasen unterteilen: Elektrodenvorbereitung, Zellmontage und Formierung/Alterung. Die Prozesse der Elektrodenvorbereitung (Beschichtung, Walzen und Schneiden/Spalten), die Prozesse der Laschenverschweißung, des Wickelns/Stapelns und der Elektrolyteinspritzung bei der Zellmontage sowie die Formierungs- und Alterungsprozesse – die Prozesskontrolle jeder Phase hat einen signifikanten Einfluss auf den DCIR-Wert. Während der Lithium-Ionen-Batterieproduktion ist es daher entscheidend, die Prozessparameter dieser Schlüsselprozesse streng zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass die DCIR-Testergebnisse den Anforderungen entsprechen und somit die Qualität und Leistung der Lithium-Ionen-Batterien verbessert werden. Bei abweichenden DCIR-Messwerten sollte zudem eine umfassende Untersuchung und Analyse durchgeführt werden, die mit diesen Kernprozessen beginnt, um das Problem umgehend zu identifizieren und zu beheben.