Formiranje je ključni korak u proizvodnji litij{0}}ionske baterije. Tijekom formiranja, na površini negativne elektrode formira se pasivacijski sloj, međufazni film čvrstog elektrolita (SEI). Kvaliteta SEI filma izravno utječe na trajanje ciklusa baterije, stabilnost, stopu samo-pražnjenja, sigurnost i druge karakteristike elektrokemijske izvedbe, ispunjavajući zahtjev "bez-održavanja" za zatvorene punjive baterije. Različiti procesi formiranja rezultiraju različitim SEI filmovima, što značajno utječe na performanse baterije.
Tradicionalne metode pred-napunjavanja niske{0}}struje olakšavaju stvaranje stabilnog SEI filma; međutim, dugotrajno punjenje niske-struje povećava impedanciju formiranog SEI filma, utječući na performanse brzine pražnjenja litij-ionske baterije. Produljeno vrijeme procesa također utječe na učinkovitost proizvodnje. Različiti sustavi litij-ionskih baterija zahtijevaju različite procese formiranja; ovaj se članak fokusira na sustav litij-željezo-fosfatnih baterija.
Proces formiranja baterija litij željezo fosfat (LFP) obično slijedi ove korake:
Struja punjenja 0,05C~0,2C, granični napon 3,6~3,7V, granična struja punjenja 0,025C~0,05C, mirovanje određeno vrijeme (10-20 min), zatim pražnjenje pri 0,1~0,2C do 2,5V, nakon čega slijedi period mirovanja (20-60 min). Pod različitim mehanizmima punjenja/pražnjenja, struja punjenja utječe na formiranje i kvalitetu sloja SEI (ploča izolirana sedimentom), dok vrijeme mirovanja i struja prekida punjenja utječu na vrijeme procesa formiranja baterije.
Proces formiranja LFP baterija zahtijeva odabir odgovarajućeg graničnog napona. Iz perspektive kristalne strukture materijala, kada napon punjenja prijeđe 3,7 V, može oštetiti rešetkastu strukturu LFP-a, što utječe na performanse ciklusa baterije. Neki eksperimenti s unutarnjim otporom i SEM promatranja elektroda takođerpotvrditi sljedeći zaključci:
1. Odgovarajuće smanjenje napona formiranja i skraćivanje vremena formiranja može učinkovito smanjiti taloženje litija na površini negativne elektrode, što rezultira glatkijom površinom negativne elektrode. To je zato što visoki napon formiranja dovodi do bržeg unutarnjeg stvaranja plina, sprječava pravodobno izbacivanje plina i uzrokuje taloženje na površini separatora, čime utječe na kontaktnu ravnotežu između separatora i negativne elektrode. Tijekom umetanja/vađenja litij-iona, ova neravnoteža rezultira prekomjernim umetanjem litij-iona u nekim područjima, uzrokujući neravnu površinu negativne elektrode i u konačnici utječući na rad baterije.
2. Ispitivanje unutarnjeg otpora formirane baterije pokazalo je da odgovarajuće smanjenje napona i vremena formiranja može smanjiti unutarnji otpor baterije. Veliki unutarnji otpor uzrokovan visokim naponom formiranja također je povezan s neravnom površinom negativne elektrode i stvaranjem bijelih mrlja. Ove bijele mrlje su spojevi litija sa slabom vodljivošću, što dovodi do većeg unutarnjeg otpora.
3. Odgovarajuće smanjenje napona formiranja uproces formiranja baterijskih ćelijadizajn može poboljšati početni kapacitet punjenja/pražnjenja i performanse ciklusa baterije. Pretjerano visok napon formiranja lako uzrokuje taloženje litija i njegovih spojeva na površini negativne elektrode, povećavajući nepovratni kapacitet baterije i neizbježno utječući na njen kapacitet. Prisutnost litija i njegovih spojeva dovodi do sve bržeg opadanja kapaciteta tijekom ciklusa punjenja/pražnjenja, što utječe na vijek trajanja baterije.
ACEY-BCT503-512H 5V 3Aoprema za formiranje baterija koristi se za testiranje formiranja, kapaciteta i parametara izvedbe litijevih baterija. To je glavni-sustav za testiranje integriranih podređenih baterija sastavljen od računala i opreme mikroračunala s jednim-čipom. Ima naprednu strukturu, pouzdanu izvedbu, praktičan rad, visoku učinkovitost i izuzetno visoku cijenu, nezamjenjiva je oprema za proizvodnju i testiranje za proizvođače litijevih baterija, proizvođače manjih kapaciteta i jedinice za znanstveno istraživanje.
