Årsager til dybdeanalyse af lithium-ion-batterier

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

På grund af dets høje levetid er lithium-ion-batteri meget udbredt, med forlængelse af brugstiden, problemet med udbuling, sikkerhedsydelsen er ikke ideel, og cirkulerende dæmpning er også mere alvorlig, hvilket forårsager analyse og undertrykkelse af lithium-batteridybde Research. Ifølge eksperimentel forsknings- og udviklingserfaring opdeler forfatteren årsagerne til lithiumbatterier i to kategorier, den ene er svulmning forårsaget af batteriets tykkelse (for det andet på grund af udbulningen af ​​den elektrolytiske væskeoxidation). I forskellige batterisystemer er de dominerende faktorer for batteritykkelsen forskellige.

For eksempel, i lithium titanat negative elektrode batteri, er hovedfaktorerne for bulningen tromlen; i grafit negative elektrodesystem, tykkelsen af ​​poltykkelsen og udbulningen af ​​gasforsyningsloven. For det første ændres tykkelsen af ​​elektrodepolen ved brug af lithiumbatterier, og tykkelsen af ​​elektrodepolen har en tykkelsesændring, især den negative grafitelektrode. Ifølge de eksisterende data har lithiumbatteriet bestået højtemperaturlagring og cirkulation, som er tilbøjelig til at tromle, med en tykkelsesvæksthastighed på omkring 6% til 20%, hvor det positive polære ekspansionsforhold kun er 4%, og det negative ekspansionsforhold er 20%.

Grundårsagen til udbuling af tykkelsen af ​​lithiumbatteriændringer er påvirket af essensen af ​​grafit. Den negative elektrodegrafit danner LICX (LIC24, LiC12 og LIC6 osv.), og den lineære afstand ændres, hvilket resulterer i dannelsen af ​​mikroskopisk indre spænding, hvilket resulterer i en negativ elektrode Expand.

Nedenstående figur er et skematisk strukturdiagram over strukturen af ​​den negative grafitelektrodeplade på plads og ladning og afladning. Ekspansionen af ​​den negative grafitelektrode er hovedsageligt forårsaget af ineffektiv ekspansion. Denne del af udvidelsen er hovedsageligt relateret til strukturen af ​​partikelstørrelse, klæbemiddel og polplade.

Ekspansionen af ​​den negative elektrode får kernen til at deformeres, og elektroden dannes mellem membranen, og de negative elektrodepartikler danner en mikrorevne, filmen med fast elektrolytfasegrænseflade (SEI) er brudt og rekombinant, forbruger elektrolyt og renser den cirkulerende ydeevne. Der er mange faktorer, der påvirker de negative elektrodepoler, og arten af ​​klæbemidlet og de strukturelle parametre for det polære ark er to af de vigtigste. Det klæbemiddel, der almindeligvis anvendes i grafit negativ elektrode, er SBR, forskelligt klæbende elasticitetsmodul, forskellig mekanisk styrke og forskellige effekter på pladens tykkelse.

Rullekraften efter finishbelægningen påvirkes også af tykkelsen af ​​den negative elektrodeplade i batteriet. Under samme belastning, jo større elasticitetsmodulet af klæbemidlet er, jo mindre er polariteten fysiske reoler, ved opladning, på grund af Li + indlejring, grafitgitterets ekspansion; på samme tid, på grund af deformationen af ​​de negative elektrodepartikler og SBR, frigives intern stress fuldstændigt, Få den negative ekspansionshastighed til at stige kraftigt, SBR er i stadiet af plastisk deformation. Denne del af ekspansionsforholdet er relateret til SBR&39;ens elasticitetsmodul, hvilket fører til, at jo større elasticitetsmodulet og styrken af ​​SBR&39;en er, og jo mindre udvidelsen af ​​irreversibel udvidelse.

Når mængden af ​​SBR er inkonsekvent, er trykket anderledes, når den polære rulle presses, og trykforskellen forårsager den resterende spænding produceret af stangen, jo større er den resterende spænding, hvilket fører til den præ-fysiske hyldeudvidelse, fuld elektricitet og tom effektudvidelsesforhold; jo mindre SBR-indhold, jo mindre tryk på rullen, jo mindre fysiske hylder, ekspansionsforholdet af præ-elektriciteten og den tomme elektrokositis, jo mindre får den negative ekspansion kernen til at deformeres, påvirker den negative Graden af ​​lithium er lithium og Li + diffusionshastighed, hvilket genererer en alvorlig indvirkning på batteriets cyklus ydeevne. For det andet er det interne gasindtag af bulkbatteriet forårsaget af batterigas en anden vigtig årsag, der forårsager batteriudbulning, uanset om det er batteritemperaturcyklus, højtemperaturcyklus, højtemperaturhylder, det producerer forskellige grader af svulmende gas. Ifølge aktuelle forskningsresultater er essensen af ​​den elektriske kernehævelse forårsaget af nedbrydning af elektrolyt.

Der er to tilfælde af elektrolytnedbrydning, det ene er en urenhed af elektrolytten, såsom fugt og metalurenheder til at nedbryde den elektrolytiske væske, og det andet er for lavt af elektrolytvæsken, som forårsager nedbrydningen under opladning, og i elektrolytten dannes opløsningsmidler såsom EC, DEC efter opnåelse af elektroner af frie radikaler, ethere, og de direkte konsekvenser af reaktionselektroner, hydrocarbon-estere. og CO2 osv. Efter at lithiumbatterisamlingen er afsluttet, genereres en lille mængde gas under den forudbestemte proces, og disse gasser er uundgåelige, og den såkaldte elektriske kerne er irreversibel kilde til kapacitetstab. Under den første ladnings- og afladningsproces når elektronerne den elektrolytiske opløsning med den elektrolytiske opløsning af den negative elektrode efter det eksterne kredsløb og danner en gas.

I denne proces dannes SEI på overfladen af ​​den grafit negative elektrode, med tykkelsen af ​​SEI-stigningen kan elektroner ikke trænge ind i den kontinuerlige oxidation af elektrolytten. I løbet af batteriets levetid vil det interne gasvolumen gradvist stige på grund af urenheder eller fugt i elektrolytten eller i elektrolytten. Tilstedeværelsen af ​​elektrolytten kræver alvorlig udelukkelse, og fugtkontrol er ikke streng.

Den elektrolytiske løsning i sig selv er ikke streng, og batteripakken indføres ikke strengt i vand, vinkeldispenseringen forårsages, og overtiliseringen af ​​batteriet vil også fremskynde batteriets gasproduktion. Hastighed, der forårsager batterifejl. I forskellige systemer er mængden af ​​batteriproduktion forskellig.

I det negative grafitelektrodebatteri er årsagen til gasproduktion hovedsageligt på grund af SEI-filmdannelsen, fugtigheden i batteriet overskrides, og den kemiske strøm er unormal, pakken er dårlig, og batteriets fluorescerende forhold i lithiumtitanatet NCM-batterisystemet bør være mere alvorligt. Ud over urenhederne, fugten og processerne i elektrolytten er en anden forskel fra den grafitnegative elektrode, at lithiumtitanat ikke kan være som et negativt grafitelektrodebatteri, der danner en SEI-film på dens overflade, hvilket hæmmer dets elektrolytreaktion. Elektrolytten er altid direkte i kontakt med overfladen af ​​Li4Ti5O12 under opladning og afladning, hvilket resulterer i en kontinuerlig reduktion af overfladen af ​​Li4Ti5O12-materiale, hvilket kan være årsagen til Li4Ti5O12-batteriets flatulens.

Hovedkomponenterne i gassen er H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 osv. Når lithiumtitanatet nedsænkes separat i elektrolytten, produceres der kun CO2, og efter klargøring af et batteri med et NCM-materiale omfatter de genererede gasser H2, CO2, CO og en lille mængde gasformige kulbrinter, og efter batteriet kun i cyklussen. Ved opladning og afladning dannes H2, og i gasindholdet overstiger H2% Dette indikerer, at H2- og CO-gas vil blive genereret under opladning og udledning.

LIPF6 findes i elektrolytten: PF5 er en meget stærk syre, som er let at forårsage nedbrydning af karbonat, og øge mængden af ​​PF5 med temperaturstigning. PF5 bidrager til elektrolytnedbrydning og producerer CO2, CO og CXHY gas. Ifølge relevant forskning er produktionen af ​​H2 afledt af sporvand i elektrolytten, men vandindholdet i den generelle elektrolyt er omkring 20 ¡Á 10-6, hvilket er meget lavt for udbyttet af H2.

Shanghai Jiaotong University Wu Kais eksperiment blev brugt som et batteri til grafit / NCM111. Konklusionen konkluderede, at kilden til H2 er nedbrydning af karbonat under højspænding. På nuværende tidspunkt er der tre løsninger til undertrykkelse af lithium-titanat-batterier.

, Opløsningsmiddel system; for det tredje, forbedre batteriprocesteknologi.