የሊቲየም አዮን ባትሪ ውድቀት ትንተና እና የስህተት ሜካኒዝም አጠቃላይ እይታ

著者：Iflowpower – Portable Power Station ပေးသွင်းသူ

የ 1SEI ፊልም ማመንጨት እና እድገት በንግድ ሊቲየም-አዮን የባትሪ ስርዓት ውስጥ ነው ፣ እና የባትሪ አቅም ማጣት ክፍል በግራፋይት እና በኦርጋኒክ ኤሌክትሮላይት መካከል ካለው የጎንዮሽ ጉዳት ነው ፣ እና ግራፋይቱ በቀላሉ በኤሌክትሮኬሚካዊ ምላሽ ከሊቲየም ion ኦርጋኒክ ኤሌክትሮላይት ጋር ፣ በተለይም Solvent is vinyl carbonate (EC) እና dimethyl carbonate (DMC)። የሊቲየም ion ባትሪው በመጀመሪያው ባትሪ መሙላት (ደረጃ) ላይ በሚሆንበት ጊዜ አሉታዊ ኤሌክትሮላይት እና ሊቲየም ion ኤሌክትሮላይት ተከስተዋል እና የሊቲየም ion ኤሌክትሮላይት ተከስቷል እና ጠንካራ ኤሌክትሮላይት በይነገጽ (ሲኢአይ) ፊልም በግራፍ ወለል ውስጥ ንብርብር ይፈጠራል, ይህም የማይቀለበስ አቅምን የተወሰነ ክፍል ሊያስከትል ይችላል. የ SEI ፊልም ምላሽ ሰጪውን ንጥረ ነገር በሚጠብቅበት ጊዜ የ ions ስርጭትን ያረጋግጣል, እና የባትሪው ንቁ ንጥረ ነገር መረጋጋት እንዳይኖር ይከላከላል.

ይሁን እንጂ በባትሪው ቀጣይ ዑደት ወቅት የኤሌክትሮል ንጥረ ነገር የማያቋርጥ መስፋፋት እና መኮማተር አዲስ ንቁ ቦታ እንዲጋለጥ ስለሚያደርግ, ይህ ቀጣይነት ያለው ኪሳራ አለመሳካት ዘዴን ሊያስከትል ይችላል, ማለትም የባትሪው አቅም ያለማቋረጥ ይቀንሳል. ይህ የብልሽት ዘዴ የሴኢ ፊልም ውፍረት ቀጣይነት ያለው ጭማሪ ሆኖ በተገለጸው የኤሌክትሮኬሚካላዊ ቅነሳ ሂደት ምክንያት ሊሆን ይችላል። ስለዚህ, የ SEI ፊልም ኬሚካላዊ ክፍሎች እና ሞርፎሎጂ ጥናት የበለጠ ጥልቀት ያለው ሊሆን ይችላል, የሊቲየም-አዮን የባትሪ አቅም እና የኃይል መቀነስ መንስኤ.

SEI ፊልም ምስረታ ሂደት በቅርብ ዓመታት ውስጥ ተመራማሪዎች አነስተኛ የባትሪ ስርዓቶች ሙከራዎችን በማፍረስ SEI membranes ተፈጥሮ ለማጥናት ሞክረዋል. የባትሪውን የመፍቻ ሂደት የሚከናወነው በኤሮሶሊክ የማይነቃነቅ የጋዝ ጓንት ሳጥን ውስጥ ነው ( <5 ppm). After the battery is disassembled, it can pass a nuclear magnetic resonance technology (NMR), a flight time secondary ion mass spectrometry (TEMS), a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), an atomic force microscope (AFM), X-ray absorption spectrum (XAF), and Infrared (FTIR) and Raman Spectroscopy and other test methods study the thickness, morphology, composition, growth process and mechanism of SEI membranes.

ምንም እንኳን የ SEI ፊልምን ለመለየት ብዙ የሙከራ ዘዴዎች ጥቅም ላይ ቢውሉም, የ SEI ፊልም ትክክለኛ ሞዴል በባትሪው ውስጥ ይበቅላል የበለጠ የላቀ እና ቀጥተኛ መንገዶችን ለመለየት ጥቅም ላይ ይውላል. አስቸጋሪው የ SEI ፊልም እንደ ኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ባሉ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች የተወሳሰበ ነው, እና ንጥረ ነገሩ የተወሳሰበ ነው, እና ለአካባቢው ምላሽ ለመስጠት በጣም ደካማ እና ቀላል ነው. ትክክል ካልሆነ የ SEI ፊልም እውነተኛ መረጃ ማግኘት አስቸጋሪ ነው.

የ SEI ፊልም ውፍረት የተለመደ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ጥገኛ የጎንዮሽ ምላሽ ነው, እሱም ከምላሽ ኪነቲክስ, የጅምላ ማስተላለፊያ ሂደት እና የባትሪው መዋቅራዊ ጂኦሜትሪ ጋር የቅርብ ግንኙነት አለው. ይሁን እንጂ የሲኢአይ ፊልም ለውጥ በቀጥታ ወደ አጥፊ ውድቀት አይመራም, እና መበስበሱ የባትሪው ውስጣዊ የሙቀት መጠን መጨመር ብቻ ነው, ይህም በተራው ደግሞ የመበስበስ ጋዝ ሊያስከትል ይችላል, እና ኃይለኛ ሙቀት የሙቀት መቆጣጠሪያን ከቁጥጥር ውጭ ያደርገዋል. በኤፍኤምኤምኤ ውስጥ, የ SEI ፊልም መፈጠር እና ማደግ እንደ ኪሳራ ዘዴ ይቆጠራል, ይህም የባትሪውን አቅም እንዲቀንስ እና የውስጥ መከላከያን እንዲጨምር ያደርጋል.

2 ሊቲየም ዴንራይትስ ያመነጫል፣ ባትሪው በፍጥነት ከአሁኑ ጥግግት ከፍ ያለ ከሆነ፣ እና አሉታዊው ገጽ በቀላሉ የብረት ሊቲየም ዴንራይድ ይፈጥራል። ይህ የዴንደሪቲክ ክሪስታል ዲያፍራምን ለመበሳት ቀላል ነው, ይህም በባትሪው ውስጥ አጭር ዑደት ይፈጥራል. ይህ ሁኔታ የባትሪውን መጥፋት አለመሳካት ሊያስከትል ይችላል, እና ባትሪው አጭር ዙር ከመሆኑ በፊት ለመለየት አስቸጋሪ ነው.

በቅርብ ዓመታት ውስጥ ተመራማሪዎቹ የሊቲየም ዴንራይድ እድገትን እና የሊቲየም ዴንትሬትስ እድገት ፍጥነት እና የሊቲየም ion ስርጭት አቅም መካከል ያለውን ግንኙነት አጥንተዋል. ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የሊቲየም ዴሌግራ እድገት በተሟላ የባትሪ ስርዓት ውስጥ ለመለየት ወይም ለመመልከት አስቸጋሪ ነው, እና አሁን ያለው ሞዴል በአንድ ስርዓት ውስጥ የሊቲየም ዴንራይት እድገትን ብቻ ነው. በሙከራ ስርዓት ውስጥ በኳርትዝ ​​መስታወት የተገነባው ገላጭ ባትሪ በቦታው ላይ ያለውን የሊቲየም ዴንራይት እድገት ሂደት መመልከት ይችላል።

በአገሬ የሱዙ ናኖቴክኖሎጂ እና የናኖ ባዮኒክ ምርምር ኢንስቲትዩት የዛንግ ዩጎኖ ተመራማሪ የሊቲየም ዴንትሬትስ (በቪዲዮ እንደሚታየው) ቴክኖሎጂን የመቃኘት ሂደትን በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ኤስኤምኤም) ቴክኖሎጂ ውስጥ ገልፀዋል ። ነገር ግን በንግድ የሊቲየም-አዮን የባትሪ ስርዓት ውስጥ የሊቲየም ቅርንጫፎችን የመጀመሪያ ምልከታ ለማሳካት አስቸጋሪ ነው። ሁለንተናዊ ሁኔታ ባትሪውን በማፍረስ የሊቲየም ቅርንጫፍ ክሪስታሎችን መመልከት ነው.

ይሁን እንጂ የሊቲየም ቅርንጫፍ እንቅስቃሴ በጣም ከፍተኛ ስለሆነ የትውልዱን ዝርዝሮች ለመተንተን አስቸጋሪ ነው. Zier እና ሌሎች. የዴንደሬትስ አቀማመጥን ለመወሰን የኤሌክትሮል አወቃቀሩን ቀለም በመቀባት የኤሌክትሮል ኤሌክትሮኖል ማይክሮግራሞችን ለመሳል የታቀደ ነው.

ባትሪ ከመፍረሱ በፊት የሊቲየም ቅርንጫፍ ክሪስታል መፈጠር የዉስጡን አጭር ዑደት ከፈጠረ ታዲያ ይህ የዴንድሪቲክ ክሪስታል ክፍል ለመከታተል አስቸጋሪ ሊሆን ይችላል ምክንያቱም በውስጣዊ አጭር ዑደት ውስጥ ያለው ግዙፍ የልብ ምት የሊቲየም ቅርንጫፍ ክሪስታላይዜሽን ሊያስከትል ይችላል። የአካባቢያዊው የዲያፍራም መዘጋት የሊቲየም ዴንትሬትስ የእድገት ቦታ ሊሆን እንደሚችል ይጠቁማል ነገር ግን እነዚህ ክፍሎች በከፊል ከመጠን በላይ ሙቀት ወይም በብረት ብክለት ምክንያት የተከሰቱ ሊሆኑ ይችላሉ. ስለዚህ, የሊቲየም ቅርንጫፎች መከሰትን ለመተንበይ ያልተሳካላቸው ሞዴሎች ተጨማሪ እድገት, እና በተመሳሳይ ጊዜ, በተለያዩ የስራ ሁኔታዎች ውስጥ የህይወት እና ውድቀትን ግንኙነት ማጥናት በጣም ጠቃሚ ነው.

3 የንቁ ቁሳዊ ቅንጣቶች ብክለት ፈጣን ክፍያ እና ፈሳሽ ወይም electrode ገባሪ ንጥረ በማሰራጨት ውስጥ ያልተስተካከለ ነው, ንቁ ቁሳዊ ፓውደር ወይም መከፋፈል የተጋለጠ ነው. ባጠቃላይ, ባትሪው ሲራዘም, ማይክሮን መጠን ያላቸው ቅንጣቶች, የ ion ውስጣዊ ውጥረት ሊሰበር ይችላል. የመጀመርያው ስንጥቅ በ SEM በንቁ ቁስ አካል ቅንጣቶች ላይ ሊታይ ይችላል.

የሊቲየም ionዎች ተደጋጋሚ መክተት, ስንጥቆቹ ያለማቋረጥ እየጨመሩ ይሄዳሉ, በዚህም ምክንያት ቅንጣቶች ይሰነጠቃሉ. የተሰነጠቀው ቅንጣቶች አዲሱን የነቃውን ገጽ ያጋልጣሉ, እና የ SEI ፊልም በአዲሱ ገጽ ላይ ይፈጠራል. የሊቲየም ion ውጥረትን በምርምር እና በመተንተን, የተሻሉ የንድፍ የባትሪ ኤሌክትሮዶች እቃዎች.

ክሪስቴንሰን እና ኒውማን እና ሌሎች. የመጀመሪያውን የሊቲየም-አዮን የተከተተ የጭንቀት ሞዴል አዘጋጅቷል, እና ሌሎች ተመራማሪዎች የተለያዩ ቁሳቁሶችን, እና የቁሳቁሶች ጂኦሜትሪክ ሞርፎሎጂ እና ቁሳቁሶች አስፍተዋል. Ion embedded stress model ተመራማሪዎች የበለጠ ንቁ ንጥረ ነገሮችን እንዲነድፉ ያመቻቻል።

ይሁን እንጂ የንቁ ቁሳዊ ቅንጣቶች አቅም እና ኃይል ማጣት ተጨማሪ ጥናት ይደረጋል, እና ቅንጣት ቁርጥራጭ ያለውን ውድቀት ዘዴ ሁሉን አቀፍ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ሕይወት ለመተንበይ ተንብዮአል. የኤሌክትሮል ንጥረ ነገር የድምፅ ለውጥ እንዲሁ ንቁውን ንጥረ ነገር አሁን ካለው ሰብሳቢ ጋር እንዲወርድ ሊያደርግ ይችላል ፣ ስለሆነም ይህ የንጥረ ነገር ክፍል አይገኝም። የነቃ የሊቲየም ሂደት በ ion ፍልሰት እና በባትሪው ውስጥ የውጭ ኤሌክትሮኖች ፍልሰት አብሮ ይመጣል።

ኤሌክትሮላይቱ በኤሌክትሮኒክ መንገድ የተሸፈነ ስለሆነ, ionዎች ብቻ ሊቀርቡ ይችላሉ. የኤሌክትሮኖች ምግባር በኤሌክትሮል ወለል በተሰራው ወኪሉ ለተገነባው የኔትወርክ አውታር አስፈላጊ ነው. የኤሌክትሮል ንጥረ ነገር መጠን ውስጥ ተደጋጋሚ ለውጦች ከፊል ንቁ ንጥረ ነገሮች ከኮንዳክቲቭ አውታረመረብ ወደ ገለልተኛ ስርዓት እንዲፈጠሩ ሊያደርግ ይችላል ፣ ይህም አይገኝም።

Aquest canvi en l&39;estructura de l&39;elèctrode es pot mesurar mesurant un mètode com ara una porositat o una àrea de superfície específica. Aquest procés també es pot fresar fresant la superfície de l&39;elèctrode mitjançant el feix d&39;ions focals (FIB), utilitzant SEM per realitzar observació morfològica o prova de tomografia de raigs X mitjançant SEM. El material de l&39;elèctrode negatiu de Si es neteja i es desenganxa de la xarxa conductora.

La substància activa de l&39;elèctrode positiu de la substància activa de l&39;elèctrode positiu és majoritàriament òxid de metall de transició, com ara cobaltat de liti (LiMn2O4) o sal de liti polianat, fosfat de ferro de liti (LifePo4). La majoria de les substàncies actives positives són mecanismes de reacció integrats, i els seus mecanismes d&39;estrès i mecanismes de recessió es deuen principalment a la caiguda de grànuls i a la descripció de les substàncies actives anterior. La pel·lícula SEI també es genera i es veu afectada per la superfície de l&39;elèctrode positiu, però la superfície de l&39;elèctrode positiu té un alt potencial i la seva pel·lícula SEI és molt fina i estable.

A més, el material de l&39;elèctrode positiu també és susceptible a la influència de la generació de calor interna, especialment quan la bateria està sobrecadirada. En el moment de la càrrega, l&39;electròlit es torna inestable a alta pressió, el que resulta en un electròlit i la substància activa de l&39;elèctrode positiu, que fa que la temperatura interna de la bateria continuï augmentant i el material de l&39;elèctrode positiu alliberi oxigen. Una actualització addicional, provocant un descontrol tèrmic, provocarà una fallada de destrucció de la bateria.

El material de l&39;elèctrode positiu que es produeix durant la precàrrega es pot analitzar mitjançant cromatografia de gasos per analitzar o detectar l&39;estructura del material de l&39;elèctrode mitjançant l&39;estructura del material de l&39;electrode de detecció d&39;espectre de raigs X. Tanmateix, actualment no hi ha cap model de fallada que pugui predir l&39;interior de la bateria per un desbordament de gas sobrecarregat. Resum: el mode de mecanisme de fallada del material d&39;elèctrode positiu i negatiu de la bateria d&39;ió de liti és important per a la descomposició de la membrana SEI, la producció de cristalls delegats de liti o cristalls de coure, la pols de les partícules de material actiu i el gas de descomposició tèrmica, etc.

Entre ells, la generació de derivats de liti o delegths de coure, el gas de descomposició del material és fàcilment causat per un descontrol tèrmic de la cèl·lula, provocant la combustió de la bateria, i fins i tot explotant. La fallada de les bateries d&39;ions de liti s&39;analitza mitjançant el mode esvaït i el mecanisme s&39;optimitza optimitzant el material, l&39;estructura de la bateria i millorant l&39;adaptabilitat ambiental, la fiabilitat i la seguretat de la bateria. Per tant, hi ha una importància rectora molt important per a la producció i l&39;aplicació pràctica de la bateria.