Ontleding van die oorsaak-analise van litiumbattery kapasiteit verswakking

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station Supplier

In &39;n litiumioonbattery word die kapasiteitsbalans uitgedruk as die massaverhouding van die positiewe elektrode tot die negatiewe elektrode, naamlik:<000000>gamma;= m + / m- =δXC- /δYC + boonste formule C verwys na die teoretiese coulomb kapasiteit van die elektrode,δklein,δY verwys na &39;n chemiese meting van litiumione wat in &39;n negatiewe elektrode en &39;n positiewe elektrode ingebed is. Dit kan gesien word uit die formule hierbo dat die massaverhouding van die twee pole staatmaak op die aantal coulomb-kapasiteit en sy onderskeie omkeerbare litiumione volgens die twee pole. Oor die algemeen veroorsaak die kleiner massaverhouding die onvolledige gebruik van die negatiewe elektrodemateriaal; die groter massaverhouding kan &39;n veiligheidsgevaar inhou as gevolg van die negatiewe elektrode wat oorstoel word.

Kortom, in die mees geoptimaliseerde kwaliteitsverhouding is batterywerkverrigting optimaal. Verwant aan die ideale Li-ION-batterystelsel, in sy siklusperiode, word die inhoudhoeveelheid nie verander nie, en die aanvanklike kapasiteit in elke siklus is &39;n sekere waarde, maar die werklike situasie is baie meer ingewikkeld. Enige newe-reaksie wat kan voorkom of litiumione of elektrone verbruik, kan &39;n verandering in batterykapasiteitbalans veroorsaak, sodra die battery se kapasiteitsbalans plaasvind, is hierdie verandering onomkeerbaar, en kan deur veelvuldige siklusse opgehoop word, en die batteryprestasie vind plaas.

Ernstige impak. Daarbenewens, behalwe vir die oksidasie-behoud van die litiumioon, is daar &39;n groot aantal newe-reaksies, soos elektrolietanalise, aktiewe stof-oplossing, metaallitiumafsetting, ens. Oorspronklike een: oorlading 1, grafiet negatiewe oorlading: Wanneer die battery oorlaai word, word die litiumioon maklik in die negatiewe oppervlak verminder: die neergesette litium word met die negatiewe oppervlak bedek, wat litiuminbedding blokkeer.

Die afvoer doeltreffendheid is verminder en kapasiteit verlies, die oorspronklike: 1 kan verminder word deur sikliese litium; 2 gedeponeerde metaallitium en oplosmiddel of ondersteunende elektroliet om Li2CO3, LIF of ander produkte te vorm; 3 metaallitium word gewoonlik tussen die negatiewe elektrode en die diafragma gevorm, moontlik Die porieë van die blokkeerdiafragma verhoog die interne weerstand van die battery;. Vinnige laai, te groot stroomdigtheid, ernstige negatiewe polarisasie, litiumneerslag sal duideliker wees. Hierdie situasie is maklik om te voorkom in &39;n geleentheid van die negatiewe elektrode aktief.

In die geval van hoë laaitempo kan die afsetting van metaallitium egter plaasvind selfs al is die verhouding van die positiewe en negatiewe elektrode aktief normaal. 2, die positiewe presisiereaksie is te laag wanneer die positiewe elektrode aktiewe weerstand te laag is, en dit is maklik om te laai. Die positiewe oorgang veroorsaak dat die kapasiteitsverlies te wyte is aan die voorkoms van elektrochemiese inerte stowwe (soos CO3O4, MN2O3, ens.

), wat die kapasiteitsbalans tussen elektrodes ontwrig, en die kapasiteitsverlies daarvan is onomkeerbaar. (1) liycoo2liycoo2→(1-j) / 3 [CO3O4 + O2 (G)] + Ylicoo2Y <0.4 Simultaneous positive electrode material analyzes oxygen in a sealed lithium ion battery to analyze the oxygen due to the absence of re-reactive reaction (such as the formation of H2O) and the combustible gas in the electrolyte analysis At the same time, the consequences will be unimaginable.

(2)λ-MnO2 litium mangaan reaksie vind plaas in &39;n toestand waar die litium mangaan oksied heeltemal ordentlik is:λ- Mnr2→Mn2O3 + O2 (G) 3, word die elektroliet geoksideer wanneer die elektroliet geoksideer word wanneer die druk hoër as 4,5V is, en die elektroliet (bv.

, Li2CO3) en die gas word geoksideer, en hierdie onoplosbare stowwe sal die mikroporieë van die elektrode blokkeer. Die migrasie van litiumione veroorsaak kapasiteitsverlies tydens siklus. Beïnvloeding van die tempo van oksidasietempo: Die tipe en oppervlaktegrootte van die geleidende middel (koolswart, ens.

) bygevoeg deur die positiewe elektrode materiaal oppervlak area grootte versamelaar materiaal (koolstof swart, ens.) in die tans gebruik elektrolitiese oplossing, EC / DMC word beskou as die hoogste oksidasie kapasiteit. Die elektrochemiese oksidasieproses van die oplossing word gewoonlik uitgedruk as: oplossing→Oksidasieprodukte (gasse, oplossings en vaste stowwe) + NO-enige oplosmiddeloksidasie kan die konsentrasie van die elektroliet verhoog, die elektrolietstabiliteit word verlaag, en die kapasiteit van die battery is uiteindelik.

Gestel verbruik &39;n klein deel van die elektroliet elke keer as dit gelaai word, dan is meer elektroliet in batterysamestelling. Vir konstante houers beteken dit dat &39;n klein hoeveelheid aktiewe stof gelaai word, wat &39;n afname in aanvanklike kapasiteit sal veroorsaak. Verder, as &39;n soliede produk voorkom, word &39;n passiveringsfilm op die oppervlak van die elektrode gevorm, wat sal veroorsaak dat die battery die uitsetspanning van die battery verhoog.

Oorspronklike 2: Elektroliet (Terugkeer) I Op die elektrode-analise 1 Vermindering van die batterykapasiteit, sal die elektrolietverminderingsreaksie teen die batterykapasiteit en sirkulasielewe nadelig beïnvloed, en as gevolg van die vermindering van die gas om die battery te verhoog, wat lei tot veiligheidskwessies. Die positiewe elektrode-analise spanning is gewoonlik groter as 4.5V (verwant aan Li / Li +), so dit is nie maklik om in die positiewe te ontleed nie.

In plaas daarvan is elektroliete meer wisselend om te ontleed. 2, word elektroliet op die negatiewe elektrode ontleed: die elektroliet is nie hoog in grafiet en ander pitonale koolstofnegatiewe nie, en dit is maklik om te reageer as dit onomkeerbaar is. Die elektrolitiese oplossing-analise ten tyde van primêre lading en ontlading sal &39;n passiveringsfilm op die oppervlak van die elektrode vorm, en die passiveringsfilm kan verdere ontleding van elektroliet en koolstofnegatiewe elektrode voorkom.

Sodoende word die strukturele stabiliteit van die koolstofnegatiewe elektrode gehandhaaf. Ideaal gesproke is die reduksie van die elektroliet beperk tot die vormingstadium van die passiveringsfilm, en die proses vind nie meer plaas wanneer die siklus stabiel is nie. Die vermindering van die vorming van die elektrolietsout van die passiveringsfilm is betrokke by die vorming van die passiveringsfilm, wat die stabilisering van die passiveringsfilm vergemaklik, maar die opgeloste materiaal wat tot die oplosmiddel gereduseer word, word nadelig beïnvloed deur die oplosmiddelreduksieproduk; (2) elektrolietsoutvermindering Die konsentrasie van die elektrolitiese oplossing is verminder, en het uiteindelik batterykapasiteit veroorsaak (LiPF6-vermindering om LIF, LiXPF5-X, PF3O en PF3 te genereer); (3) Die vorming van die passiveringsfilm is om litiumione te verbruik, wat kan veroorsaak dat die polêre kapasiteit wanbalanseer word.

Die hele battery word verminder. (4) As daar kraak op die passiveringsfilm is, kan die oplosmiddelmolekule oorgedra word om die passiveringsfilm verdik te maak, wat nie net meer litium verbruik nie, maar dit is moontlik om die mikroporieë op die oppervlak van die koolstof te blokkeer, wat lei tot litium wat nie kan inbed en ontslaan word nie, wat lei tot onomkeerbare kapasiteitsverlies. Voeg &39;n paar anorganiese bymiddels by, soos CO2, N2O, CO, SO2, ens.

, kan die vorming van die passiveringsfilm versnel, en kan die simbolisering en ontleding van die oplosmiddel inhibeer, en die byvoeging van die krooneter organiese bymiddel het dieselfde effek, waarin 12 kroon 4 eter die beste is. Faktore van filmvormende kapasiteitsverlies: (1) Tipe koolstof; (2) elektrolietbestanddele; (3) bymiddels in elektrode of elektroliet. BLYR glo dat die ioonuitruilingsreaksie van die oppervlak van die aktiewe materiaal na sy kern vorder, die gevormde nuwe fase word begrawe, en die oppervlak van die deeltjies vorm &39;n lae ioon- en elektrongeleidingsvermoë, dus die spinel na berging.

Meer polarisasie as berging. ZHANG ontdek die vergelykende ontbinding van die AC-impedansiespektrum voor en na die elektrodemateriaal, met die nuwe aantal siklusse, het die weerstand van die oppervlakpassiveringslaag toegeneem, en die koppelvlakkapasitansie word verminder. Om die dikte van die passiveringslaag te weerspieël, word bygevoeg met die aantal siklusse.

Die oplossing van mangaan en die ontleding van die elektroliet lei tot die vorming van die passiveringsfilm, en die hoë temperatuur toestande is meer bevorderlik vir hierdie reaksies. Dit sal &39;n indirekte weerstand van die aktiewe materiaaldeeltjies en &39;n toename in Li + migrasieweerstand veroorsaak, waardeur die polarisasie van die battery verhoog word, en die laai en ontlading is nie voltooi nie, en die kapasiteit word verminder. II elektrolitiese oplossing reduktant meganisme elektroliet bevat dikwels onsuiwerhede soos suurstof, water, koolstofdioksied, en oksidatiewe reaksies plaasvind tydens battery laai en ontlading proses.

Die reduksiemeganisme van die elektroliet sluit oplosmiddelreduksie, elektrolietreduksie en onsuiwerheidsvermindering drie aspekte in: 1, die reduksie van die oplosmiddelreduksie PC en EC sluit &39;n elektronreaksie na die tweede elektroniese reaksieproses in, die tweede elektronreaksie vorm Li2CO3: FONG, ens., in die eerste Tydens die ontladingsproses is die elektrodepotensiaal naby aan O.8V (vs.

li/li +), PC / EC genereer elektrochemiese reaksie op grafiet, wat CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) en LiCO3 (s) produseer, wat lei tot onomkeerbare kapasiteitsverlies op grafietelektrodes. Aurbach et al vir &39;n wye verskeidenheid elektrolietreduksiemeganismes en sy produkte op &39;n metaallitiumelektrode en koolstofgebaseerde elektrode, het gevind dat RocO2Li en propileen in &39;n elektroniese reaksiemeganisme van PC voorkom. Roco2li is baie sensitief vir spoorwater.

Stywe produk is Li2CO3 en propileen, maar daar is geen Li2CO3 in die droogkas nie. Ein-Eliy het berig dat &39;n elektroliet gemaak van dietielkarbonaat (DEC) en diomethymetaan (DMC), die reaksiereaksie in die battery plaasvind, en metielkarbonaat (EMC) word gevorm, en daar is &39;n sekere verlies aan kapasiteitsverlies. Impak.

2, word die reduksiereaksie van die reduksie-elektroliet van die elektroliet algemeen beskou as betrokke by die vorming van die oppervlak van die koolstofelektrode, en daarom sal die tipes en konsentrasies daarvan die werkverrigting van die koolstofelektrode beïnvloed. In sommige gevalle dra die vermindering van die elektroliet by tot die stabiliteit van die koolstofoppervlak, en kan dit die verlangde passiveringslaag vorm. Daar word algemeen geglo dat die ondersteunende elektroliet makliker is om te verminder as die oplosmiddel, en die insluiting van die reduksieproduk in die negatiewe elektrode-gedeponeerde film en beïnvloed die kapasiteit verswakking van die battery.

Verskeie reduksiereaksies wat elektroliete ondersteun, kan soos volg voorkom: 3, die waterinhoud in die Onsuiwerheidsvermindering (1) Die waterinhoud in die elektroliet sal LiOH (S) en Li2O afsettingslae produseer, wat nie bevorderlik is vir litiumiooninbedding nie, wat onomkeerbare kapasiteitsverlies veroorsaak: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 produseer LiOH (S) om die oppervlak van die elektrode neer te sit, vorm &39;n groot oppervlakfilm met &39;n groot weerstand, wat Li + ingebedde grafietelektrodes verhinder, wat lei tot onomkeerbare kapasiteitsverlies. Medium water in die oplosmiddel (100-300×10-6) Daar is geen effek op grafietelektrode-prestasie nie. (2) CO2 in die oplosmiddel kan op die negatiewe elektrode verminder word om CO en LiCO3 (S) te vorm: 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO sal die battery in die battery verhoog, terwyl Li2CO3 (S) batteryweerstand verhoog, batterywerkverrigting verhoog.

(3) Die teenwoordigheid van suurstof in die oplosmiddel vorm ook Li2O omdat die potensiaalverskil tussen die metaallitium en die koolstof van heeltemal parallelle litium klein is, en die reduksie van die elektroliet op koolstof soortgelyk is aan die reduksie in litium. Oorspronklik 3: Selfontlading selfontlading beteken dat die battery natuurlik verlore gaan in ongebruikte toestand. Litium-ioon battery self-ontlading lei tot twee gevalle: een is omkeerbare kapasiteit verlies; die tweede is die verlies aan onomkeerbare kapasiteit.

Die omkeerbare kapasiteitsverlies beteken dat die kapasiteit van die verlies tydens laai herwin kan word, en die nie-omkeerbare kapasiteitsverlies word omgekeer, en die positiewe en negatiewe elektrode kan gebruik word in mikroselgebruik met die elektroliet in die laaitoestand, en litiumioon is ingebed en verlate, positiewe en negatiewe inbedding en af. Die litiumione wat ingebed is, is slegs verwant aan die litiumione van die elektroliet, en die positiewe en negatiewe elektrodekapasiteit is dus ongebalanseerd. Hierdie deel van die kapasiteitsverlies kan nie tydens laai verhaal word nie.

Soos: Litium mangaanoksied positiewe elektrode en oplosmiddel kan selfontlading veroorsaak wat deur selfontlading veroorsaak word: oplosmiddelmolekules (bv. PC) word geoksideer as mikrobiese selle op die oppervlak van geleidende materiaal koolstofswart of stroomvloeistof: dieselfde negatiewe elektrode aktiewe stof Dit kan selfontlaai word uit die elektrolitiese oplossing na die elektroliet (en word gereduseer deur die elektroliet) (soos LiPF6).

Die litiumioon word van die negatiewe elektrode van die mikrobeheerder verwyder as die negatiewe elektrode van die laaitoestand: selfontlading Faktore: Produksieproses van positiewe elektrodemateriale, batteryproduksieproses, elektroliet-eienskappe, temperatuur, tyd. Die selfontladingstempo word streng beheer deur oplosmiddeloksidasietempo, dus die stabiliteit van die oplosmiddel beïnvloed die bergingslewe van die battery. Die oksidasie van die oplosmiddel vind plaas in die oppervlak van die koolstof swart, en die koolstof swart oppervlak area kan die self-ontlading tempo beheer, maar vir die LIMN2O4 positiewe elektrode materiaal, verminder die oppervlak area van die aktiewe materiaal is ook styf, en die stroom versamelaar oppervlak in die gesig staar die gebruik van oplosmiddel oksidasie kan nie geïgnoreer word nie.

Die stroom wat deur die batterydiafragma uitgelek word, kan ook selfontlading in die litiumioonbattery veroorsaak, maar die proses word beperk deur die diafragmaweerstand, teen &39;n baie lae tempo, en het niks met die temperatuur te doen nie. As in ag geneem word dat die selfontladingstempo van die battery sterk op die temperatuur staatmaak, is hierdie proses nie &39;n kritieke meganisme in selfontlading nie. As die negatiewe elektrode in die toestand van voldoende elektrisiteit is, word die inhoud van die battery vernietig, wat tot permanente kapasiteitsverlies sal lei.