የሊቲየም ion ባትሪዎች ጥልቀት ትንተና ምክንያቶች

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

በከፍተኛ ህይወት ምክንያት የሊቲየም-አዮን ባትሪ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል, ከአጠቃቀም ጊዜ ማራዘም ጋር, የመጎሳቆል ችግር, የደህንነት አፈፃፀም ተስማሚ አይደለም እና የደም ዝውውሩ መመናመንም የበለጠ ከባድ ነው, ይህም የሊቲየም ባትሪ ጥልቀትን መመርመር እና ማፈንን ያስከትላል. በሙከራ ምርምር እና በልማት ልምድ መሰረት, ደራሲው የሊቲየም ባትሪዎችን መንስኤዎች በሁለት ምድቦች ይከፍላሉ, አንደኛው በባትሪው ውፍረት (በሁለተኛ ደረጃ, በኤሌክትሮላይቲክ ፈሳሽ ኦክሳይድ መጨፍጨፍ ምክንያት) መጨፍጨፍ ነው. በተለያዩ የባትሪ ስርዓቶች ውስጥ የባትሪው ውፍረት ዋና ምክንያቶች የተለያዩ ናቸው.

ለምሳሌ, በሊቲየም ቲታኔት አሉታዊ ኤሌክትሮድስ ባትሪ ውስጥ, የቡልጋሪያው ዋና ምክንያቶች ከበሮ; በግራፊክ አሉታዊ ኤሌክትሮድስ ስርዓት, የፖሊው ውፍረት ውፍረት እና የጋዝ አቅርቦት ህግ. በመጀመሪያ የኤሌክትሮል ምሰሶው ውፍረት በሊቲየም ባትሪዎች አጠቃቀም ይለወጣል, እና የኤሌክትሮል ምሰሶው ውፍረት ውፍረት ይለወጣል, በተለይም ግራፋይት አሉታዊ ኤሌክትሮድ. አሁን ባለው መረጃ መሰረት የሊቲየም ባትሪ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ማከማቻ እና ዝውውርን አልፏል, ይህም ለከበሮ የተጋለጠ, ከ 6% እስከ 20% የሚደርስ ውፍረት ያለው የእድገት መጠን, አዎንታዊ የዋልታ ማስፋፊያ ጥምርታ 4% ብቻ ነው, እና አሉታዊ የማስፋፊያ ሬሾ 20% ነው.

የሊቲየም ባትሪው ውፍረት መወዛወዝ ዋናው መንስኤ በግራፋይት ይዘት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። አሉታዊ ኤሌክትሮ ግራፋይት LICX (LIC24, LiC12 እና LIC6, ወዘተ) ይመሰርታል, እና የመስመራዊ ክፍተት ይለወጣል, በዚህም ምክንያት ጥቃቅን ውስጣዊ ጭንቀት ይፈጠራል, በዚህም ምክንያት አሉታዊ ኤሌክትሮል ይስፋፋል.

ከዚህ በታች ያለው ምስል የግራፋይት አሉታዊ ኤሌክትሮድስ ወጭት በቦታ እና በመሙላት እና በመሙላት ላይ ያለውን መዋቅር ንድፍ ንድፍ ነው. የግራፋይት አሉታዊ ኤሌክትሮዶች መስፋፋት በዋናነት ውጤታማ ባልሆነ መስፋፋት ምክንያት ነው. ይህ የማስፋፊያ ክፍል በዋነኛነት ከቅንጣት መጠን፣ ከማጣበቂያ ኤጀንት እና ከፖል ወረቀት መዋቅር ጋር የተያያዘ ነው።

የአሉታዊው ኤሌክትሮል መስፋፋት ዋናው አካል እንዲበላሽ ያደርገዋል, እና ኤሌክትሮጁ በዲያስፍራም መካከል ይፈጠራል, እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ቅንጣቶች ማይክሮክራክ ይፈጥራሉ, ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ክፍል በይነገጽ (SEI) ፊልም ተሰብሯል እና እንደገና ይዋሃዳል, ኤሌክትሮይክን ይበላል እና የዝውውር አፈፃፀምን ያስወግዳል. በአሉታዊ ኤሌክትሮዶች ምሰሶዎች ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ብዙ ምክንያቶች አሉ, እና የማጣበቂያው ተፈጥሮ እና የዋልታ ሉህ መዋቅራዊ መለኪያዎች ሁለቱ በጣም አስፈላጊ ናቸው. በግራፋይት አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ውስጥ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውለው ማጣበቂያ SBR, የተለያዩ የማጣበቂያ ተጣጣፊ ሞጁሎች, የተለያዩ የሜካኒካዊ ጥንካሬ እና በጠፍጣፋው ውፍረት ላይ የተለያዩ ተጽእኖዎች ናቸው.

ከማጠናቀቂያው ሽፋን በኋላ የሚሽከረከር ሃይል እንዲሁ በባትሪው ውስጥ ባለው አሉታዊ የኤሌክትሮል ንጣፍ ውፍረት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። በተመሳሳዩ ጫና ውስጥ, የማጣበቂያው ትልቅ የመለጠጥ ሞጁል, ትንሽ የፖላሪቲ አካላዊ መደርደሪያ, በሚሞሉበት ጊዜ, በ Li + መክተት ምክንያት, የግራፍ ጥልፍ መስፋፋት; በተመሳሳይ ጊዜ, በአሉታዊ ኤሌክትሮዶች ቅንጣቶች እና በ SBR መበላሸቱ ምክንያት, ውስጣዊ ውጥረት ሙሉ በሙሉ ይለቀቃል , አሉታዊ የማስፋፊያ መጠን በከፍተኛ ሁኔታ እንዲጨምር ያድርጉ, SBR በፕላስቲክ መበላሸት ደረጃ ላይ ነው. ይህ የማስፋፊያ ሬሾው ክፍል ከ SBR የመለጠጥ ሞጁል ጋር የተያያዘ ነው, ይህም ወደ ትልቁ የመለጠጥ ሞጁል እና የ SBR ጥንካሬን ያመጣል, እና የማይቀለበስ መስፋፋት አነስተኛ ነው.

የ SBR መጠን የማይጣጣም ከሆነ, የዋልታ ሮለር ሲጫኑ ግፊቱ የተለየ ነው, እና የግፊት ልዩነት በፖሊው የሚፈጠረውን ቀሪ ጭንቀት ያስከትላል, የተረፈውን ጭንቀት የበለጠ ያደርገዋል, ወደ ቅድመ-አካላዊ መደርደሪያ መስፋፋት, ሙሉ ኤሌክትሪክ እና ባዶ የኃይል መስፋፋት ሬሾ; አነስተኛውን የ SBR ይዘት, የመንከባለል ግፊት አነስተኛ, አነስተኛ አካላዊ መደርደሪያዎች, የቅድመ-ኤሌክትሪክ መስፋፋት ሬሾ እና ባዶ ኤሌክትሮኮሲስስ, አነስተኛ አሉታዊ መስፋፋት ዋናው አካል እንዲበላሽ ያደርገዋል, አሉታዊውን ይነካል የሊቲየም ዲግሪ የሊቲየም እና የ Li + ስርጭት መጠን ነው, በዚህም በባትሪ ዑደት አፈፃፀም ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል. በሁለተኛ ደረጃ በባትሪ ጋዝ ምክንያት የሚፈጠረው የጅምላ ባትሪ ውስጣዊ የጋዝ ቅበላ ሌላው አስፈላጊ ምክንያት የባትሪ መጨናነቅን፣ የባትሪ ሙቀት ዑደት፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ዑደት፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መደርደሪያ፣ የተለያየ ደረጃ የሚወጣ ጋዝ ይፈጥራል። አሁን ባለው የምርምር ውጤቶች መሰረት, የኤሌክትሪክ እምብርት እብጠት ምንነት የሚከሰተው በኤሌክትሮላይት መበስበስ ምክንያት ነው.

የኤሌክትሮላይት መበስበስ ሁለት ጉዳዮች አሉ ፣ አንደኛው የኤሌክትሮላይት ንፅህና ነው ፣ ለምሳሌ እርጥበት እና የብረት ብክለት የኤሌክትሮላይቲክ ፈሳሹን ለመበስበስ ፣ ሌላኛው የኤሌክትሮላይት ፈሳሽ በጣም ዝቅተኛ ነው ፣ ይህም በሚሞላበት ጊዜ መበስበስን ያስከትላል ፣ እና በኤሌክትሮላይት ውስጥ እንደ EC ፣ DEC ያሉ ኤሌክትሮኖችን ከወሰዱ በኋላ ይፈጠራሉ ፣ እና የሃይድሮተር ኢ-ካርቦን ምላሾች ፣ ቀጥተኛ ውጤቶች CO2, ወዘተ. የሊቲየም ባትሪው ስብስብ ከተጠናቀቀ በኋላ በተወሰነው ሂደት ውስጥ አነስተኛ መጠን ያለው ጋዝ ይፈጠራል, እና እነዚህ ጋዞች የማይቀሩ ናቸው, እና የኤሌክትሪክ ኮር የማይቀለበስ የአቅም ማጣት ምንጭ. በመጀመሪያው የመሙያ እና የመልቀቂያ ሂደት ውስጥ ኤሌክትሮኖች ወደ ኤሌክትሮይቲክ መፍትሄ ከውጪው ዑደት በኋላ ከአሉታዊው ኤሌክትሮል ኤሌክትሮል መፍትሄ ጋር ይደርሳሉ, ጋዝ ይፈጥራሉ.

በዚህ ሂደት ውስጥ SEI በግራፋይት አሉታዊ electrode ወለል ላይ የተፈጠረ ነው, SEI ጭማሪ ውፍረት ጋር, ኤሌክትሮኖች ወደ ኤሌክትሮ ያለውን የማያቋርጥ oxidation ውስጥ ዘልቆ አይችልም. በባትሪው ህይወት ውስጥ, በኤሌክትሮላይት ውስጥ ወይም በኤሌክትሮላይት ውስጥ በቆሻሻ ወይም በእርጥበት ምክንያት ምክንያት የውስጣዊው ጋዝ መጠን ቀስ በቀስ ይጨምራል. የኤሌክትሮላይት መኖር ከባድ ማግለልን ይጠይቃል, እና የእርጥበት ቁጥጥር ጥብቅ አይደለም.

የኤሌክትሮላይቲክ መፍትሄው ራሱ ጥብቅ አይደለም, እና የባትሪው መያዣው ወደ ውሃ ውስጥ በጥብቅ አይገባም, የማዕዘን ስርጭት ይከሰታል, እና የባትሪው ከመጠን በላይ መጨመር የባትሪውን ጋዝ ማምረት ያፋጥናል. ፍጥነት, የባትሪ ውድቀት ያስከትላል. በተለያዩ ስርዓቶች የባትሪ ምርት መጠን የተለየ ነው.

በግራፋይት አሉታዊ ኤሌክትሮድ ባትሪ ውስጥ, የጋዝ መፈጠር ምክንያት በዋነኛነት በ SEI ፊልም መፈጠር ምክንያት ነው, በባትሪው ውስጥ ያለው እርጥበት አልፏል, እና የኬሚካላዊ ፍሰቱ ያልተለመደ ነው, ጥቅሉ ደካማ ነው, እና በሊቲየም ቲታኔት ውስጥ ያለው የባትሪ ፍሎረሰንት ጥምርታ የ NCM ባትሪ ስርዓት የበለጠ ከባድ መሆን አለበት. በኤሌክትሮላይት ውስጥ ካሉት ቆሻሻዎች፣ እርጥበት እና ሂደቶች በተጨማሪ፣ ከግራፋይት ኔጌቲቭ ኤሌክትሮድ የሚለየው ሌላው ልዩነት ሊቲየም ቲታኔት እንደ ግራፋይት ኔጌቲቭ ኤሌክትሮድ ባትሪ መሆን ስለማይችል በላዩ ላይ የ SEI ፊልም በመፍጠር የኤሌክትሮላይት ምላሽን የሚገታ ነው። ኤሌክትሮላይቱ ሁል ጊዜ ከ Li4Ti5O12 ወለል ጋር በመሙላት እና በሚወጣበት ጊዜ በቀጥታ ይገናኛል ፣ በዚህም ምክንያት የ Li4Ti5O12 ቁስ አካል ቀጣይነት ያለው መቀነስ ያስከትላል ፣ ይህም የ Li4Ti5o12 ባትሪ መነፋትን መንስኤ ሊሆን ይችላል።

የጋዝ ዋና ዋና ክፍሎች H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, ወዘተ. ሊቲየም ቲታኔት በኤሌክትሮላይት ውስጥ በተናጠል ሲጠመቅ CO2 ብቻ ይፈጠራል እና ባትሪ ከኤንሲኤም ቁሳቁስ ጋር ከተዘጋጀ በኋላ የሚመነጩት ጋዞች H2, CO2, CO እና አነስተኛ መጠን ያለው ጋዝ ሃይድሮካርቦኖች ይጨምራሉ, እና ከባትሪው በኋላ, በዑደት ውስጥ ብቻ ሲሞሉ እና ሲሞሉ, H2 ይፈጠራል, እና በተፈጠረው ጋዝ ውስጥ, H5% ይበልጣል. ይህ የሚያመለክተው H2 እና CO ጋዝ በሚሞሉበት እና በሚለቁበት ጊዜ እንደሚፈጠሩ ነው.

LIPF6 በኤሌክትሮላይት ውስጥ አለ: PF5 በጣም ጠንካራ አሲድ ነው, ይህም የካርቦኔት መበስበስን ለመፍጠር ቀላል ነው, እና በሙቀት መጨመር የ PF5 መጠን ይጨምራል. PF5 ለኤሌክትሮላይት መበስበስ, CO2, CO እና CXHY ጋዝ ለማምረት አስተዋፅኦ ያደርጋል. በተዛማጅ ጥናት መሰረት, የ H2 ምርት የሚገኘው በኤሌክትሮላይት ውስጥ ከሚገኙ ጥቃቅን ውሃዎች ነው, ነገር ግን በአጠቃላይ ኤሌክትሮላይት ውስጥ ያለው የውሃ መጠን 20 ¡Á 10-6 ነው, ይህም ለ H2 ምርት በጣም ዝቅተኛ ነው.

የሻንጋይ ጂያኦቶንግ ዩኒቨርሲቲ የ Wu Kai ሙከራ ለግራፋይት / NCM111 እንደ ባትሪ ጥቅም ላይ ውሏል። መደምደሚያው የ H2 ምንጭ በከፍተኛ ቮልቴጅ ውስጥ የካርቦኔት መበስበስ ነው. በአሁኑ ጊዜ የሊቲየም ቲታኔት ባትሪዎችን ለማጥፋት ሶስት መፍትሄዎች አሉ.

, የማሟሟት ስርዓት; ሦስተኛ, የባትሪ ሂደት ቴክኖሎጂን ማሻሻል.