Анализ на CATL фосфатно зареждане на литиева батерия причина за затихване при съхранение при висока температура

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Catlcatl използва своята търговска литиево-желязна фосфатно-йонна батерия, за да проучи причините за загубата на капацитет за съхранение в електрическо пространство, 60 °C. Механизъм на намаляване на капацитета на батерията от системата за ниво на батерията и полюса чрез физическа характеристика и оценка на електрохимичните характеристики. I.

Експериментален процес с използване на CATL производство на квадратна фосфатно-йонна батерия с 86AH. Батерията е положителен електроден материал в LifePO4, графитът е отрицателен електроден материал, като се използва полиетиленов сепаратор и LiPF6 електролит. Изберете 20 батерии, близки до същата партида и електрическа производителност за съхранение, тествайте електрическата производителност на батерията.

100% SOC батерия 60 ° C се съхранява в преса между 2,50 до 3,65 V, разряд от 0.

5C увеличение - цикъл на зареждане. След това пълната акумулаторна батерия се съхранява при 60 ° C. Такива повтарящи се, записващи процеса на затихване на капацитета на батерията.

По време на всеки тест за капацитет се тества DC вътрешното съпротивление (DCR) на батерията 5C / 30S. Прекарайте батерията през различни периоди на съхранение и в напълно разредено състояние, разглобена в газова жабка AR. Използвайте сканиращ електронен микроскоп с полеви емисии, за да наблюдавате полярната морфология, използвайте специфичен повърхностен анализатор, за да тествате специфичната повърхност.

В жабката частта на електрода се запечатва с прозрачна лента и материалът на електрода се анализира с помощта на рентгенов дифрактометър. Полярната част след разтварянето на батерията е работният електрод, литиевият лист е противоположният електрод и е оборудван в батерия с ключалка CR2032 и електрохимичните свойства на ин и долната плоча. Електрохимичен импедансен спектър на батерия с катарама с електрохимична работна станция.

Анализ на елементарното съдържание на електродния лист с помощта на емисионен спектрометър с индуктивно свързване на плазма. Второ, обсъжданите резултати 1. Анализ на производителността на батерията Фигура 1 показва намаляване на капацитета на батерията и производителност на зареждане и разреждане.

С удължаването на времето за съхранение капацитетът на батерията постепенно намалява. Когато времето за съхранение достигне 575d, затихването на капацитета на батерията е 85,8% от първоначалния капацитет.

Батерията се зарежда и разрежда при 0,02 C, а кривата на средното напрежение на батерията съдържа литиеви йони, вградени от множество платформи, причинени от графита, което показва, че увеличението от 0,02c е било предоставено на графитната структура в графитната структура по време на процеса на литиево-йонни.

Достатъчно е. , Ефективно елиминирайте ефектите от поляризацията върху циклите. Фигура 1 Затихването на капацитета на батерията и характеристиките на зареждане и разреждане се сравняват с 0.

5 увеличение, съотношението на зареждане и разреждане е намалено до 0,02c, което може само да увеличи коефициента на запазване на капацитета на батериите 181 и 575d до 0,8% и 1.

4%. Следователно намаляването на капацитета на батерията, причинено от дългосрочно съхранение при висока температура, е необратимо намаляване на капацитета. Освен това се показва, че амплитудата на постояннотоковото съпротивление на батерията се увеличава и не е значителна, което също показва, че вътрешната поляризация на батерията не е важна причина за необратимо отслабване на капацитета на батерията за съхранение на календара.

2. Анализ на механизма за намаляване на капацитета на батерията За да се анализира източникът на капацитет на батерията, батерията се зарежда до 100% SOC или се разрежда до 100% DOD след 1C увеличение. Анализ на демонтирания стълб за изследване на ефектите от съхранение при висока температура върху структурата, елементния състав и електрохимичните свойства на ин и по-ниския активен материал.

Анализът на потапяне на различни катодни плъзгачи за време на съхранение при висока температура на батерията в 100% DOD XRD карта. В сравнение със стандартния спектър на XRD на LifePO4 и FEPO4, всички дифракционни пикове на полярното стъкло съответстват, без различни фази. Фигура 2 XRD спектър на катода на батерията с различни времена на съхранение Електрохимичните свойства на листа на задния електрод с памет при висока температура намаляват различните времена на съхранение при 100% SOC, при което електродът се използва като работен електрод Батерия, тест за зареждане и разреждане с 0.

1C увеличение. Първият коефициент на разреждане на катодното активно вещество на различни батерии за съхранение е по-висок от 155 mAh / g, а специфичният капацитет на катодното активно вещество без акумулаторната батерия е близък до съхранението на структурата LIFEPO4 без очевидни повреди. Зарядът с постоянно напрежение на батерията с катарама на фигура 3 (c) е леко добавен, но общото количество на зареждане все още е близо до специфичния капацитет на катодното активно вещество без акумулаторната батерия.

Поляризацията на катода на батерията след 575D се увеличава, но капацитетът за съхранение на литий на катодния материал не се влияе и отлагането на продукта от разлагането на електролита в съхранената процедура може да е свързано. Фиг. 3 е батерия с катарама, в която кривата на зареждане и разреждане на батерия с катарама е сглобена от вътрешен електрод на нерешена батерия е от 181 и 575d, съответно, с 335.

6 и съответно 327,1 mAh / g. Батерията на катарамата на съхранения анод на батерията се обръща на 0.

8% и 3,0%, което показва, че съхранението при висока температура на литиевия графит също е много малко. От гледна точка на безопасността на батерията, общото количество анод в цялата батерия обикновено надвишава 10% от общия общ капацитет на катода, така че необратимото отслабване на капацитета на анода, причинено от съхранение при висока температура, не засяга капацитета на цялата батерия.

Съхранение 181 и 575D Анодът е първият капацитет на съотношението на зареждане на неудържимото количество от 90,4% и 84,5% от първото съотношение на зареждане на анода, съответно, и степента на задържане на капацитета на действителната батерия е близка.

Следователно важната причина за намаляване на капацитета на батерията е загубата на активни литиеви йони във всички батерии. В обобщение, съхранението при висока температура няма да повлияе значително на деинтеркалацията на LIFEPO4 и графитните електроди. 100% DOD високотемпературна акумулаторна батерия Катодът на пела е присъствието, причината за количеството литиеви йони, способни да приемат анода, не е значителна промяна в способността за забавяне на промяната на материала на активния електрод, а поради батерията в батерията.

Броят на йоните намалява. Активният литиево-йонен йон в батерията се изразходва от интерфейса електрод/електролит на интерфейса електрод/електролит и основната причина за активната загуба на литиеви йони помага да се задълбочи осъзнаването на механизма на загуба на капацитет за съхранение. Полярен микропатологичен анализ на частиците LifePO4 в катода в катода, размерът на частиците е около 200 nm; след 181D съхранение размерът на празнината между частиците LIFEPO4 не се променя значително; след 575D съхранение, празнината между частиците е значително намалена.

В графитния анод, тъй като времето за съхранение се е увеличило, количеството страничен реактивен продукт също се променя [фиг. 4 (d), (e), (f)]. Подреактивният продукт в процедурата за съхранение при висока температура се отлага в полюса и морфологията на полюса се променя.

За да се характеризира влиянието на подреакцията върху гореспоменатата активна загуба на литиеви йони, съдържанието на Li в ин и мъжкия елемент се анализира допълнително, за да се проучи първопричината за активната загуба на литиеви йони. Фигура 4 Таблица 1 за морфология на полюса на батерията е резултат от ICP-OES тест на 100% SOC батерия ин анод. Промяната в съдържанието на Li в катода не е очевидна.

Съдържанието на LI в анода също се поддържа на същото ниво, така че общото количество интензитет на ин и по-стария полюс LI в батерии с различно време на съхранение е по същество непроменено. Таблица 1 Различно време на съхранение на батерии (100% SOC) съдържание на полярни елементи Тъй като катодният лист на батерията 100% SOC съдържа много малко, загубата на активен литиеви йони е важно да се отложи в анода. При 100% SOC високотемпературно съхранение анодът е в състояние, в което потият е в състояние, в което потенциалът е много нисък, а електролитът лесно реагира на повърхността му и се консумират литиеви йони и странични реактивни продукти, съдържащи литий.

За да се определи съставът на разтворимата литиева повърхност на анода, демонтирането на 100% DOD батерия се титрува и резултатите са показани в таблица 2. Таблица 2100% DOD батерия Разтворимият в анода литий съставлява повърхността на анода в карбонатна морфология, която се увеличава с удължаване на времето за съхранение (вижте таблица 2), което показва, че процесът на съхранение на батерията произвежда голям брой неорганични компоненти на литиева сол. Неорганичната сол е важен продукт от реакцията на редукция на разтворителя, която се причинява от голямо количество разлагане на електролит по време на съхранение на батерията.

Динамика на електродната реакция Електрохимична изпускателна спектроскопия (вижте Фигура 5), въпреки че RCT на катода се увеличава с времето за съхранение при висока температура [фиг. 5 (a)], но катодът RCT е по-малък, вътрешното съпротивление на батерията също е малко. Анод EIS [фиг.

5 (b)] RSEi не е очевиден с времето за съхранение, но RCT се удължава с времето за съхранение. Поради отлагането на електролитния подреакционен продукт по време на съхранение при висока температура, повърхностната площ на анодното съотношение намалява с времето на съхранение, а специфичната повърхност на анода на 0, 181 и 575d батерия е 3,42, 2.

97 и 1,84 cm2 / g. Повърхностната площ на анодното съотношение намалява активността на електрохимичната реакция, която протича на повърхността на анода, което води до увеличаване на съпротивлението на пренос на заряд RCT на повърхността на анода/електролита.

Фиг. 5 е описано в спектъра на електрохимичния импеданс на батерията с катарама. По време на процеса на съхранение при висока температура, литиевият анод е в състояние с нисък потенциал и реакцията на редукция на електролита изразходва активни литиеви йони и накрая генерира неорганична литиева сол; високотемпературна добавена електролиза Скорост на реакцията на редуциране на течността, позволяваща голямо количество литиеви йони (Фигура 6).

Освен това, от анодната страна на реактивния продукт се отлага, SEI филмът се удебелява, което води до влошаване на кинетичните характеристики на електрода. На фигура 6 е показана машината за намаляване на капацитета за съхранение. 3.

Производителността на батерията при съхранение при висока температура Подобрена поради загуба на капацитет в процеса на съхранение при висока температура на батерията, важна загуба на литиеви йони, причинена от странични реакции от повърхността на анода, тъй като добавянето на SEI филм термично стабилизиращи добавки (ASR) може да подобри високата температурна стабилност на SEI филма, да намали страничната реактивност на повърхността на анода, да намали активната загуба на литиеви йони. Фигура 7 Различни електролитни криви за съхранение на батерията и SEI мембранна инфраструктура за термостабилност добавят 1% ASR може ефективно да подобри живота на батерията при висока температура. След добавяне на 1% ASR, коефициентът на задържане на капацитета на 575D се увеличи от 85.

8% до 87,5% [Фигура 7 (a)]. Скоростта на въртене на DCR е значително по-ниска от тази на основния електролит и съдържанието на анодно разтворимото литиево съединение също е намаляло (Таблица 3).

DSC анализът се извършва на 100% SOC анод на батерията [фиг. 7 (b)], пикове на топлинна абсорбция под 100 ° C за остатъчен разтворител. Таблица 3 Преди анодно разтворимата литиева 100% DOD батерия се добавя анодно разтворимият литий и анодът при 90 ° C започва да екзотермизира, което се разлага за повърхността на анода SEI; след добавяне на ASR, температурата на разлагане се повишава до 101 ° C.

След добавяне на ASR термичната стабилност на SEI е значително подобрена и активната загуба на литиеви йони може да бъде ефективно намалена и животът на батерията може да бъде подобрен. Трето, окончателното заключение анализира електрохимичните свойства, полярната физика и електрохимичните свойства на комерсиализираната фосфатно-йонна батерия при високотемпературно съхранение и установи, че загубата на капацитет на батерията при високотемпературно съхранение е важна от електролит за намаляване на анода при нисък потенциал. , което води до активна загуба на литиеви йони.

Субреактивният продукт на електролита за редуциране на анода се отлага в анода, а неорганичният компонент в отлаганията възпрепятства дифузията на литиеви йони, така че кинетиката на анодната реакция намалява. Чрез добавяне на термостабилност на SEI мембраната в електролита за ефективно подобряване на термичната стабилност на SEI филма, намаляване на реакцията на редукция на електролита, намаляване на активната консумация на литиеви йони и подобряване на живота на съхранение при висока температура.