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Quel est le processus de formation et de classement de la capacité des batteries ?

October 27 , 2025

Quel est le processus de formation et d’évaluation de la capacité d’une batterie ?

Dans le processus de fabrication des batteries au lithium, la formation et la classification de la capacité sont des étapes cruciales qui déterminent les performances et la durée de vie de la batterie. Le principe de classification de la capacité sert de fondement théorique, tandis que les procédures de formation et de classification garantissent la cohérence et la fiabilité du produit. Vous trouverez ci-dessous un aperçu détaillé de ces deux concepts et de leurs modes opératoires.

1. Qu’est-ce que la classification des formations et des capacités ?

Formation:

Désigne une série de traitements technologiques appliqués lors de la première charge de la batterie pour stabiliser ses performances, notamment la charge et la décharge à faible courant et le repos à température constante, etc.

Classification des capacités :

Il s'agit simplement d'une classification de capacité et d'un tri des performances, dans lesquels les batteries sont examinées et classées en fonction de leurs paramètres de performance.

2. Processus et principe de formation des batteries au lithium

Lors du processus initial de charge-décharge d'une batterie lithium-ion, les solvants non protoniques utilisés comme électrolyte réagissent inévitablement à l'interface entre l'électrode et l'électrolyte, formant un film de passivation à la surface de l'électrode. Ce film est appelé couche d'isolation électronique ou film d'interphase d'électrolyte solide (SEI).

Selon les rapports, le film de passivation est composé de Li₂O, LiF, LiCl, Li₂CO₃, LiCO₂–R, d'alcoolates et de polymères non conducteurs. Il présente une structure multicouche : la face proche de l'électrolyte est poreuse, tandis que celle proche de l'électrode est dense.

La formation du film SEI a un impact crucial sur les performances des matériaux d’électrodes.
D’une part, la formation du film SEI consomme une partie des ions lithium, augmentant la capacité irréversible de la première charge-décharge et réduisant l’efficacité de charge-décharge du matériau de l’électrode.
D'autre part, comme le film SEI est insoluble dans les solvants organiques, il reste stable dans la solution électrolytique organique. Les molécules de solvant ne peuvent pas pénétrer la couche SEI, ce qui empêche efficacement la co-intercalation des solvants et évite d'endommager les matériaux de l'électrode. Cela améliore considérablement les performances de cyclage et la durée de vie de l'électrode.

La qualité du processus de formation détermine la qualité du film SEI, ce qui affecte directement la durée de vie, la stabilité, le taux d'autodécharge, la sécurité et d'autres caractéristiques électrochimiques de la batterie. Par conséquent, les fabricants de batteries développent des processus et des paramètres de formation et de classification adaptés à leurs pratiques de production afin de garantir aux batteries une capacité maximale, une stabilité optimale et une durée de vie optimale.

La formation des batteries nécessite de longs cycles de charge et de décharge. Pendant la charge, il est nécessaire de contrôler précisément la tension et le courant de charge et de décharge, ainsi que la forme d'onde d'impulsion, afin d'éviter une augmentation de l'impédance du film SEI, ce qui pourrait nuire aux performances de décharge à haut débit des batteries lithium-ion. Un contrôle précis améliore également l'efficacité du processus de formation.

Par exemple, dans les systèmes LiFePO₄, lorsque la tension de charge dépasse 3,7 V, elle peut endommager la structure cristalline de LiFePO₄, réduisant ainsi les performances de cyclage de la batterie.

3. Étapes de classification de la capacité des batteries au lithium

L'évaluation de la capacité de la batterie est effectuée à l'aide d'un système de formation et de classement des batteries (La formation et le calibrage partageant des principes similaires, les deux fonctions sont intégrées dans une seule armoire). L'armoire de formation et de calibrage fonctionne essentiellement comme un chargeur multicanal, capable de charger et de décharger simultanément un grand nombre de cellules.

Au cours du processus de classement, les données de chaque point de test sont collectées et gérées par un système informatique pour analyser des paramètres tels que la capacité et la résistance interne, déterminant le niveau de qualité de chaque cellule — ce processus est appelé classement de capacité.

Après l'évaluation initiale de leur capacité, les batteries doivent être mises au repos pendant une période d'au moins 15 jours. Durant cette période, des problèmes de qualité intrinsèques peuvent apparaître, tels qu'une autodécharge excessive et une résistance interne accrue. Après cette période, les batteries sont à nouveau testées et reclassées, et celles qui ne répondent pas aux normes de capacité ou présentent des problèmes de qualité sont éliminées.

Un autre objectif de la classification de capacité est de classer et de regrouper les batteries. Cela implique de sélectionner des cellules présentant une résistance interne et une capacité similaires pour les combiner. Seules les cellules aux performances similaires sont combinées dans un pack batterie. Par exemple, les packs de batteries de puissance nécessitent souvent des dizaines, voire des milliers de cellules, pour répondre aux besoins énergétiques des véhicules électriques. En raison de la complexité du système, le comportement des batteries est unique et la performance du pack ne peut être obtenue par simple ajout ou soustraction de cellules individuelles.

Prenons l'exemple des packs de batteries classiques, composés de connexions en série et en parallèle. Idéalement, toutes les cellules individuelles du pack devraient être parfaitement cohérentes. Cependant, en réalité, même les cellules individuelles produites dans le même lot présentent des différences de performances (notamment en termes de capacité et de résistance interne). chaîne d'assemblage de batteries au lithium , nous devons également utiliser machines de tri de batteries Pour trier à nouveau la tension et la résistance interne de la batterie. Bien que le contrôle soit effectué avant l'assemblage du bloc-batterie, il est impossible de garantir une performance constante à 100 %. De plus, en raison du volume du bloc-batterie, les caractéristiques de dissipation thermique des différents composants varient considérablement. Il existe donc un important gradient de température dans la distribution de la température du bloc-batterie. Ces facteurs entraînent une dégradation variable des batteries au cours de leur utilisation. Dans ce cas, la capacité disponible du bloc-batterie diminue (limitée par la capacité minimale des cellules connectées en série). D'autre part, cela peut également réduire la sécurité de la batterie. Des études ont montré que même si la durée de vie d'une seule cellule peut atteindre plus de 1 000 fois, lors de la formation d'une batterie, sans protection équilibreur de batterie La durée de vie d'une batterie peut être inférieure à 200 cycles. Par conséquent, pour une batterie, la stabilité de chaque cellule est un paramètre essentiel.

4. Exigences de précision pour la formation et le classement

Afin d'améliorer les propriétés électrochimiques des batteries, telles que leur durée de vie, leur stabilité, leur autodécharge et leur sécurité, la qualité des batteries au lithium doit être rigoureusement contrôlée ou leur classification doit être évaluée avec précision. Par conséquent, les équipements de formation et de classification de capacité doivent répondre à des exigences très strictes en matière de précision de mesure du courant et de la tension. Acey Nouvelle Énergie possède plus de 15 ans d'expérience dans l'industrie des équipements de batteries, fournissant principalement des équipements haut de gamme et des solutions uniques pour la recherche en laboratoire sur les batteries au lithium et l'assemblage de packs de batteries au lithium.

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