লিথিয়াম ব্যাটারি ক্ষমতা হ্রাসের কারণ বিশ্লেষণ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pembekal Stesen Janakuasa Mudah Alih

একটি লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিতে, ধারণক্ষমতার ভারসাম্যকে ধনাত্মক ইলেকট্রোডের ঋণাত্মক ইলেকট্রোডের ভর অনুপাত হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যথা:<000000>gamma;= m + / m- =δXC- /δYC + উপরের সূত্র C ইলেকট্রোডের তাত্ত্বিক কুলম্ব ক্ষমতা নির্দেশ করে,δসামান্য,δY বলতে একটি ঋণাত্মক ইলেকট্রোড এবং একটি ধনাত্মক ইলেকট্রোডে এমবেড করা লিথিয়াম আয়নের রাসায়নিক পরিমাপকে বোঝানো হচ্ছে। উপরের সূত্র থেকে দেখা যাচ্ছে যে দুটি মেরুর ভর অনুপাত দুটি মেরু অনুসারে কুলম্ব ধারণক্ষমতার সংখ্যা এবং তাদের নিজ নিজ বিপরীতমুখী লিথিয়াম আয়নের উপর নির্ভর করছে। সাধারণত, কম ভর অনুপাতের কারণে ঋণাত্মক ইলেকট্রোড উপাদানের অসম্পূর্ণ ব্যবহার হয়; ঋণাত্মক ইলেকট্রোড ওভারচেয়ারে থাকার কারণে বৃহত্তর ভর অনুপাতের নিরাপত্তা ঝুঁকি থাকতে পারে।

সংক্ষেপে, সবচেয়ে অনুকূল মানের অনুপাতে, ব্যাটারির কর্মক্ষমতা সর্বোত্তম। আদর্শ লি-আয়ন ব্যাটারি সিস্টেমের সাথে সম্পর্কিত, এর চক্রের সময়কালে, সামগ্রীর পরিমাণ পরিবর্তন হয় না এবং প্রতিটি চক্রের প্রাথমিক ক্ষমতা একটি নির্দিষ্ট মান, তবে প্রকৃত পরিস্থিতি অনেক বেশি জটিল। লিথিয়াম আয়ন বা ইলেকট্রন গ্রহণকারী যেকোনো পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া ব্যাটারির ধারণক্ষমতার ভারসাম্যে পরিবর্তন আনতে পারে। একবার ব্যাটারির ধারণক্ষমতার ভারসাম্য তৈরি হয়ে গেলে, এই পরিবর্তন অপরিবর্তনীয় এবং একাধিক চক্রের মাধ্যমে জমা হতে পারে এবং ব্যাটারির কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়।

মারাত্মক প্রভাব। এছাড়াও, লিথিয়াম আয়নের জারণ ধারণ ব্যতীত, প্রচুর পরিমাণে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া দেখা যায়, যেমন ইলেক্ট্রোলাইট বিশ্লেষণ, সক্রিয় পদার্থ দ্রবীভূতকরণ, ধাতব লিথিয়াম জমা ইত্যাদি। মূলটি: অতিরিক্ত চার্জ ১, গ্রাফাইট নেতিবাচক অতিরিক্ত চার্জ: যখন ব্যাটারি অতিরিক্ত চার্জ করা হয়, তখন নেতিবাচক পৃষ্ঠে লিথিয়াম আয়ন সহজেই হ্রাস পায়: জমা হওয়া লিথিয়াম নেতিবাচক পৃষ্ঠ দিয়ে আবৃত থাকে, যা লিথিয়াম এমবেডিংকে বাধা দেয়।

স্রাবের দক্ষতা হ্রাস পায় এবং ক্ষমতা হ্রাস পায়, মূল: 1 চক্রীয় লিথিয়াম দ্বারা হ্রাস করা যেতে পারে; 2 জমা হওয়া ধাতব লিথিয়াম এবং দ্রাবক বা সমর্থন ইলেক্ট্রোলাইট Li2CO3, LIF বা অন্যান্য পণ্য তৈরি করে; 3 ধাতব লিথিয়াম সাধারণত নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড এবং ডায়াফ্রামের মধ্যে তৈরি হয়, সম্ভবত ব্লকিং ডায়াফ্রামের ছিদ্রগুলি ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে;। দ্রুত চার্জিং, খুব বেশি কারেন্ট ঘনত্ব, তীব্র নেতিবাচক মেরুকরণ, লিথিয়াম জমা আরও স্পষ্ট হবে। Тази ситуация е лесна за възникване при активен отрицателен електрод.

Въпреки това, в случай на висока скорост на зареждане, може да възникне отлагане на метален литий, дори ако пропорцията на активния положителен и отрицателен електрод е нормална. 2, положителната прецизна реакция е твърде ниска, когато активното съпротивление на положителния електрод е твърде ниско и е лесно да се зарежда. Положителният преход причинява загубата на капацитет поради появата на електрохимични инертни вещества (като CO3O4, MN2O3 и др.

), което нарушава баланса на капацитета между електродите и загубата на капацитет е необратима. (1) liycoo2liycoo2→(1-y) / 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 литиево-манганова реакция протича в състояние, в което литиево-мангановият оксид е напълно децентриран:λ-Мно2→Mn2O3 + O2 (G) 3, електролитът се окислява, когато електролитът се окислява, когато налягането е по-високо от 4,5 V, и електролитът (напр.

, Li2CO3) и газът се окисляват и тези неразтворими вещества ще блокират микропорите на електрода. Миграцията на литиевите йони причинява загуба на капацитет по време на цикъла. Влияние върху скоростта на окисление: Типът и размерът на повърхността на проводимия агент (сажди и др.

), добавен от материала на положителния електрод, размер на повърхността на колекторния материал (сажди и др.) в използвания в момента електролитен разтвор, EC / DMC се счита, че има най-висок капацитет на окисление. Процесът на електрохимично окисляване на разтвора обикновено се изразява като: разтвор→Продукти на окисляване (газове, разтвори и твърди вещества) + NE-всяко окисляване на разтворителя може да увеличи концентрацията на електролита, стабилността на електролита се понижава и капацитетът на батерията е накрая.

Да предположим, че консумира малка част от електролита всеки път, когато се зарежда, тогава повече електролит има в комплекта на батерията. За постоянни контейнери това означава, че се зарежда малко количество активно вещество, което ще доведе до намаляване на първоначалния капацитет. Освен това, ако се появи твърд продукт, върху повърхността на електрода се образува пасивиращ филм, който ще накара батерията да увеличи изходното напрежение на батерията.

Оригинал 2: Електролит (Връщане) I Относно анализа на електродите 1 Намаляването на капацитета на батерията, реакцията на намаляване на електролита срещу капацитета на батерията и циркулиращия живот ще се отрази неблагоприятно и поради намаляването на газа ще увеличи батерията, като по този начин ще доведе до проблеми с безопасността. Напрежението за анализ на положителния електрод обикновено е по-голямо от 4,5 V (свързано с Li / Li +), така че те не са лесни за анализиране в положителна посока.

Вместо това, електролитите са по-различни за анализ. 2, електролитът се анализира на отрицателния електрод: електролитът не е с високо съдържание на графит и други питонални въглеродни негативи и е лесно да реагира, ако е необратимо. Анализът на електролитния разтвор по време на първичното зареждане и разреждане ще образува пасивиращ филм върху повърхността на електрода и пасивиращият филм може да предотврати по-нататъшен анализ на електролита и въглеродния отрицателен електрод.

По този начин се поддържа структурната стабилност на въглеродния отрицателен електрод. В идеалния случай редуцирането на електролита е ограничено до етапа на образуване на пасивиращия филм и процесът вече не се случва, когато цикълът е стабилен. Намаляването на образуването на електролитната сол на пасивиращия филм участва в образуването на пасивиращия филм, което улеснява стабилизирането на пасивиращия филм, но разтвореният материал, който се редуцира до разтворителя, се влияе неблагоприятно от продукта на редукция на разтворителя; (2) намаляване на електролитната сол Концентрацията на електролитния разтвор беше намалена и накрая предизвика капацитет на батерията (намаляване на LiPF6 за генериране на LIF, LiXPF5-X, PF3O и PF3); (3) Образуването на пасивиращия филм е за консумиране на литиеви йони, което може да доведе до дисбаланс на полярния капацитет.

Цялата батерия е намалена. (4) Ако има пукнатина върху пасивиращия филм, молекулата на разтворителя може да бъде прехвърлена, за да направи пасивиращия филм удебелен, което не само консумира повече литий, но е възможно да блокира микропорите на повърхността на въглерода, което води до невъзможност за вграждане и освобождаване на лития, което води до необратима загуба на капацитет. Добавете някои неорганични добавки, като CO2, N2O, CO, SO2 и др.

, може да ускори образуването на пасивиращ филм и може да инхибира символизирането и анализа на разтворителя, а добавянето на органична добавка краун етер има същия ефект, при което 12 краун 4 етер е най-добрият. Фактори за загуба на филмообразуващ капацитет: (1) Вид въглерод; (2) електролитни съставки; (3) добавки в електрод или електролит. BLYR вярва, че йонообменната реакция напредва от повърхността на активния материал към неговата сърцевина, образуваната нова фаза е погребана и повърхността на частиците образува ниска йонна и електронна проводимост, така че шпинелът след съхранение.

Повече поляризация, отколкото съхранение. ZHANG открива сравнителното разлагане на импедансния спектър на AC преди и след електродния материал, с новия брой цикли съпротивлението на повърхностния пасивиращ слой се е увеличило и капацитетът на интерфейса е намален. Отразяването на дебелината на пасивиращия слой се добавя с броя на циклите.

Разтварянето на манган и анализът на електролита водят до образуването на пасивиращ филм, а условията на висока температура са по-благоприятни за тези реакции. Това ще доведе до индиректно съпротивление на частиците на активния материал и увеличаване на съпротивлението на миграция на Li +, като по този начин ще увеличи поляризацията на батерията и зареждането и разреждането не са завършени и капацитетът е намален. II електролитен разтвор редуциращ механизъм електролитът често съдържа примеси като кислород, вода, въглероден диоксид и окислителни реакции възникват по време на процеса на зареждане и разреждане на батерията.

Редукционният механизъм на електролита включва редукция на разтворителя, редукция на електролита и редукция на примеси в три аспекта: 1, редукцията на редукция на разтворителя PC и EC включва електронна реакция към втория електронен реакционен процес, втората електронна реакция образува Li2CO3: FONG и т.н., в първия По време на процеса на разреждане потенциалът на електрода е близо до O.8V (спрямо

li/li +), PC / EC генерира електрохимична реакция върху графит, произвеждайки CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) и LiCO3 (s), което води до необратима загуба на капацитет на графитни електроди. Aurbach et al за голямо разнообразие от механизми за редукция на електролита и неговите продукти върху метален литиев електрод и електрод на базата на въглерод установиха, че RocO2Li и пропилей се появяват в електронен реакционен механизъм на PC. Roco2li е много чувствителен към следи от вода.

Плътният продукт е Li2CO3 и пропилен, но няма Li2CO3 в кутията за сушене. Ein-Eliy съобщи, че електролит, направен от диетил карбонат (DEC) и диометиметан (DMC), реакционната реакция протича в батерията и се образува метил карбонат (EMC) и има известна загуба на загуба на капацитет. Въздействие.

2, реакцията на редукция на електролита на редукция на електролита обикновено се счита за включена в образуването на повърхността на въглеродния електрод и следователно видовете и концентрациите му ще повлияят на работата на въглеродния електрод. В някои случаи намаляването на електролита допринася за стабилността на въглеродната повърхност и може да образува желания пасивиращ слой. Обикновено се смята, че поддържащият електролит е по-лесен за редуциране от разтворителя и включването на редукторния продукт във филма, нанесен с отрицателен електрод, и влияе върху намаляването на капацитета на батерията.

Няколко редукционни реакции, които поддържат електролитите, могат да възникнат, както следва: 3, съдържанието на вода в редуцирането на примеси (1) Съдържанието на вода в електролита ще произведе слоеве на отлагане на LiOH (S) и Li2O, което не е благоприятно за вграждане на литиеви йони, причинявайки необратима загуба на капацитет: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 произвежда LiOH (S) за отлагане на повърхността на електрода, образувайки голям повърхностен филм с голямо съпротивление, възпрепятстващ Li + вградени графитни електроди, което води до необратима загуба на капацитет. Средна вода в разтворителя (100-300×10-6) Няма ефект върху работата на графитния електрод. (2) CO2 в разтворителя може да се редуцира на отрицателния електрод до образуване на CO и LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO ще увеличи батерията в батерията, докато Li2CO3 (S) увеличава устойчивостта на батерията, увеличава производителността на батерията.

(3) Наличието на кислород в разтворителя също образува Li2O, тъй като потенциалната разлика между металния литий и въглерода на напълно паралелен литий е малка и редукцията на електролита върху въглерод е подобна на редукцията на литий. Първоначално 3: Саморазреждане Саморазреждането означава, че батерията се губи естествено в неизползвано състояние. Саморазреждането на литиево-йонната батерия води до два случая: единият е обратима загуба на капацитет; втората е загубата на необратима способност.

Обратимата загуба на капацитет означава, че загубата на капацитет може да бъде възстановена по време на зареждане, а необратимата загуба на капацитет е обърната и положителният и отрицателният електрод могат да се използват при използване на микроклетки с електролит в състояние на зареждане, а литиевият йон е вграден и изоставен, положително и отрицателно вграждане и изключен. Вградените литиеви йони са свързани само с литиевите йони на електролита и следователно капацитетът на положителния и отрицателния електрод е небалансиран. Тази част от загубата на капацитет не може да бъде възстановена при зареждане.

Като например: Положителният електрод и разтворителят от литиево-манганов оксид могат да генерират саморазреждане, причинено от саморазреждане: молекулите на разтворителя (напр. PC) се окисляват като микробни клетки на повърхността на проводящ материал сажди или текуща течност: същото активно вещество на отрицателния електрод Може да се саморазрежда от електролитния разтвор към електролита и електролитът (като LiPF6) се редуцира от електролита (като LiPF6).

Литиевият йон се отстранява от отрицателния електрод на микроконтролера като отрицателен електрод на състоянието на зареждане: саморазреждане Фактори: Производствен процес на материали за положителен електрод, производствен процес на батерия, свойства на електролита, температура, време. Скоростта на саморазреждане се контролира строго от скоростта на окисление на разтворителя, така че стабилността на разтворителя влияе върху живота на батерията. Окисляването на разтворителя се случва в повърхността на саждите, а повърхността на саждите може да контролира скоростта на саморазреждане, но за материала на положителния електрод LIMN2O4, намаляването на повърхността на активния материал също е плътно, а повърхността на токовия колектор е изправена пред използването на окисление на разтворителя не може да бъде игнорирано.

Токът, изпускан от диафрагмата на батерията, също може да причини саморазреждане в литиево-йонната батерия, но процесът е ограничен от съпротивлението на диафрагмата, при много ниска скорост и няма нищо общо с температурата. Като се има предвид, че скоростта на саморазреждане на батерията силно зависи от температурата, този процес не е критичен механизъм при саморазреждане. Ако отрицателният електрод е в състояние на достатъчно електричество, съдържанието на батерията се унищожава, което ще доведе до трайна загуба на капацитет.