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¿Qué es el proceso de formación y clasificación de capacidad de la batería?

October 27 , 2025

¿Cuál es el proceso de formación de baterías y clasificación de capacidad?

En el proceso de fabricación de baterías de litio, la formación y la clasificación por capacidad son pasos cruciales que determinan el rendimiento y la vida útil de la batería. El principio de clasificación por capacidad sirve como base teórica, mientras que los procedimientos de formación y clasificación garantizan la consistencia y la fiabilidad del producto. A continuación, se presenta una descripción detallada de ambos conceptos y sus métodos operativos.

1. ¿Qué es la calificación de formación y capacidad?

Formación:

Se refiere a una serie de tratamientos tecnológicos aplicados durante la primera carga de la batería para estabilizar su rendimiento, incluyendo carga y descarga a baja corriente y reposo a temperatura constante, etc.

Clasificación de capacidad:

Entendido simplemente como clasificación de capacidad y clasificación de rendimiento, en el que las baterías se seleccionan y califican según sus parámetros de rendimiento.

2. Proceso y principio de formación de la batería de litio

Durante el proceso inicial de carga y descarga de una batería de iones de litio, los disolventes no protónicos utilizados como electrolito reaccionan inevitablemente en la interfaz entre el electrodo y el electrolito, formando una película de pasivación sobre la superficie del electrodo. Esta película se conoce como capa aislante de electrones o película de interfase electrolítica sólida (IES).

Según informes, la película de pasivación está compuesta de Li₂O, LiF, LiCl, Li₂CO₃, LiCO₂–R, alcoholatos y polímeros no conductores. Presenta una estructura multicapa: la cara cercana al electrolito es porosa, mientras que la cara cercana al electrodo es densa.

La formación de la película SEI tiene un impacto crucial en el rendimiento de los materiales de los electrodos.
Por un lado, la formación de la película SEI consume parte de los iones de litio, aumentando la capacidad irreversible de la primera carga-descarga y reduciendo la eficiencia de carga-descarga del material del electrodo.
Por otro lado, dado que la película SEI es insoluble en disolventes orgánicos, puede permanecer estable en la solución electrolítica orgánica. Las moléculas de disolvente no pueden penetrar la capa SEI, lo que previene eficazmente la co-intercalación de disolventes y evita daños en los materiales del electrodo. Esto mejora significativamente el rendimiento cíclico y la vida útil del electrodo.

La calidad del proceso de formación determina la calidad de la película SEI, lo que afecta directamente la vida útil, la estabilidad, la tasa de autodescarga, la seguridad y otras características electroquímicas de la batería. Por lo tanto, los fabricantes de baterías desarrollan procesos y parámetros de formación y clasificación adecuados, basados en sus prácticas de producción, para garantizar que las baterías alcancen la máxima capacidad, la mejor estabilidad y la mayor vida útil.

La formación de baterías requiere largos ciclos de carga y descarga. Durante la carga, es necesario controlar con precisión el voltaje y la corriente de carga y descarga, así como la forma de onda del pulso, para evitar un aumento de la impedancia de la película SEI, lo cual afectaría negativamente el rendimiento de descarga a alta velocidad de las baterías de iones de litio. Un control preciso también mejora la eficiencia del proceso de formación.

Por ejemplo, en los sistemas LiFePO₄, cuando el voltaje de carga supera los 3,7 V, puede dañar la estructura cristalina de LiFePO₄, reduciendo así el rendimiento del ciclo de la batería.

3. Pasos para la clasificación de la capacidad de la batería de litio

La clasificación de la capacidad de la batería se realiza mediante un sistema de formación y clasificación de baterías Dado que la formación y la clasificación comparten principios similares, ambas funciones se integran en un solo gabinete. El gabinete de formación y clasificación funciona básicamente como un cargador multicanal, capaz de cargar y descargar un gran número de celdas simultáneamente.

Durante el proceso de clasificación, los datos de cada punto de prueba son recopilados y administrados por un sistema informático para analizar parámetros como la capacidad y la resistencia interna, determinando el nivel de calidad de cada celda; este proceso se denomina clasificación de capacidad.

Tras la clasificación inicial de capacidad, las baterías necesitan un periodo de reposo, generalmente no inferior a 15 días. Durante este periodo, pueden aparecer problemas de calidad inherentes, como una autodescarga excesiva y un aumento de la resistencia interna. Tras el periodo de reposo, las baterías se vuelven a probar y clasificar, y se eliminan aquellas que no cumplen los estándares de capacidad o presentan problemas de calidad.

Otro propósito de la clasificación por capacidad es clasificar y agrupar las baterías. Esto implica seleccionar celdas con resistencia interna y capacidad similares para su combinación. Solo las celdas con rendimiento similar se combinan en un paquete de baterías. Por ejemplo, los paquetes de baterías de potencia suelen requerir decenas o miles de celdas para satisfacer las necesidades energéticas de los vehículos eléctricos. Debido a la complejidad del sistema, el comportamiento de cada paquete de baterías es único, y su rendimiento no se puede lograr simplemente añadiendo o quitando celdas individuales.

Tomando como ejemplo los paquetes de baterías comunes compuestos por conexiones en serie y en paralelo, idealmente, todas las celdas individuales del paquete deberían ser completamente consistentes. Sin embargo, en la práctica, incluso las celdas individuales producidas en el mismo lote presentan diferencias de rendimiento (incluyendo factores como la capacidad y la resistencia interna). línea de montaje de paquetes de baterías de litio , también necesitamos usar máquinas clasificadoras de baterías Para volver a clasificar el voltaje y la resistencia interna de la batería. Aunque se realiza una prueba antes de ensamblar el paquete de baterías, aún es imposible garantizar la consistencia total en el rendimiento de todas ellas. Además, debido al volumen del paquete de baterías, las características de disipación de calor de las diferentes piezas también varían considerablemente. Por lo tanto, existe un gran gradiente de temperatura en la distribución de temperatura del paquete de baterías. Los factores mencionados anteriormente provocarán que las baterías del paquete de baterías se degraden a diferentes velocidades durante el uso. En este caso, la capacidad disponible del paquete de baterías disminuirá (limitada por la capacidad mínima de las celdas conectadas en serie). Por otro lado, también puede reducir la seguridad del paquete de baterías. Estudios han demostrado que, incluso si el ciclo de vida de una sola celda puede alcanzar más de 1000 veces, al formar un paquete de baterías, si no hay protección de... equilibrador de batería La vida útil de una batería puede ser inferior a 200 veces. Por lo tanto, la consistencia de cada celda es un parámetro fundamental.

4. Requisitos de precisión para la formación y clasificación

Para mejorar las propiedades electroquímicas de la batería, como su ciclo de vida, estabilidad, autodescarga y seguridad, es necesario controlar estrictamente la consistencia de las baterías de litio o evaluar con precisión su grado de calidad. Por lo tanto, los equipos de clasificación de formación y capacidad tienen requisitos muy exigentes para la precisión de las mediciones de corriente y voltaje. Acey Nueva Energía Tiene más de 15 años de experiencia en la industria de equipos de batería, proporcionando principalmente equipos de alta gama y soluciones integrales para la investigación de laboratorio de baterías de litio y el ensamblaje de paquetes de baterías de litio.

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