Pembentukan ialah langkah penting dalam pengeluaran bateri-ion litium. Semasa pembentukan, lapisan pempasifan, filem interphase elektrolit pepejal (SEI), terbentuk pada permukaan elektrod negatif. Kualiti filem SEI secara langsung mempengaruhi hayat kitaran bateri, kestabilan, kadar-nyahcas sendiri, keselamatan dan ciri prestasi elektrokimia yang lain, memenuhi keperluan "penyelenggaraan-bebas" untuk bateri boleh dicas semula yang dimeterai. Proses pembentukan yang berbeza menghasilkan filem SEI yang berbeza, memberi kesan ketara kepada prestasi bateri.
Kaedah pengecasan-semasa rendah tradisional-memudahkan pembentukan filem SEI yang stabil; walau bagaimanapun, pengecasan semasa-rendah yang berpanjangan meningkatkan galangan filem SEI yang terbentuk, menjejaskan prestasi kadar nyahcas bateri litium-ion. Masa proses yang dilanjutkan juga memberi kesan kepada kecekapan pengeluaran. Sistem bateri-ion litium yang berbeza memerlukan proses pembentukan yang berbeza; artikel ini memberi tumpuan kepada sistem bateri fosfat besi litium.
Proses pembentukan untuk bateri lithium iron phosphate (LFP) biasanya mengikut langkah berikut:
Arus pengecasan 0.05C~0.2C, voltan pemotongan 3.6~3.7V, pengecasan arus pemotongan 0.025C~0.05C, berehat untuk tempoh masa (10-20 min), kemudian nyahcas pada 0.1~0.2C hingga 2.5V, diikuti dengan tempoh rehat (20-min). Di bawah mekanisme pengecasan/nyahcas yang berbeza, arus pengecasan mempengaruhi pembentukan dan kualiti lapisan SEI (Plat Bertebat Sedimen), manakala masa rehat dan arus pemotongan pengecasan mempengaruhi masa proses pembentukan bateri.
Proses pembentukan untuk bateri LFP memerlukan pemilihan voltan potong yang sesuai. Dari perspektif struktur kristal bahan, apabila voltan pengecasan melebihi 3.7V, ia boleh merosakkan struktur kekisi LFP, sekali gus menjejaskan prestasi kitaran bateri. Beberapa eksperimen rintangan dalaman dan pemerhatian SEM elektrod jugamengesahkan kesimpulan berikut:
1. Mengurangkan voltan pembentukan dan memendekkan masa pembentukan dengan sewajarnya boleh mengurangkan pemendapan litium pada permukaan elektrod negatif, menghasilkan permukaan elektrod negatif yang lebih licin. Ini kerana voltan pembentukan yang tinggi membawa kepada kadar penjanaan gas dalaman yang lebih pantas, menghalang pengusiran gas tepat pada masanya dan menyebabkan pemendapan pada permukaan pemisah, sekali gus menjejaskan keseimbangan sentuhan antara pemisah dan elektrod negatif. Semasa pemasukan/pengeluaran ion litium-, ketidakseimbangan ini mengakibatkan pemasukan ion litium-yang berlebihan di sesetengah kawasan, menyebabkan permukaan elektrod negatif tidak sekata dan akhirnya menjejaskan prestasi bateri.
2. Ujian rintangan dalaman bagi bateri yang terbentuk mendedahkan bahawa mengurangkan voltan dan masa pembentukan dengan sewajarnya boleh merendahkan rintangan dalaman bateri. Rintangan dalaman yang tinggi disebabkan oleh voltan pembentukan tinggi juga berkaitan dengan permukaan elektrod negatif yang tidak rata dan pembentukan bintik putih. Tompok putih ini adalah sebatian litium dengan kekonduksian yang lemah, membawa kepada rintangan dalaman yang lebih tinggi.
3. Mengurangkan voltan pembentukan dengan sewajarnya dalamproses pembentukan sel baterireka bentuk boleh meningkatkan kapasiti cas/nyahcas awal bateri dan prestasi kitaran. Voltan pembentukan yang terlalu tinggi dengan mudah menyebabkan litium dan sebatiannya memendap pada permukaan elektrod negatif, meningkatkan kapasiti tak boleh balik bateri dan pasti menjejaskan kapasitinya. Kehadiran litium dan sebatiannya membawa kepada pereputan kapasiti yang semakin cepat semasa kitaran pengecasan/nyahcas, yang menjejaskan hayat kitaran bateri.
ACEY-BCT503-512H 5V 3Aperalatan pembentukan bateri digunakan untuk menguji parameter pembentukan, kapasiti dan prestasi bateri litium. Ia ialah sistem ujian bersepadu-bateri hamba induk yang terdiri daripada komputer dan peralatan-mikrokomputer cip tunggal. Ia mempunyai struktur lanjutan, prestasi yang boleh dipercayai, operasi yang mudah, kecekapan tinggi dan prestasi kos yang sangat tinggi merupakan peralatan pengeluaran dan ujian yang sangat diperlukan untuk pengeluar bateri litium, pengeluar sub-kapasiti dan unit penyelidikan saintifik.
