Liitiumioonakude süvaanalüüsi põhjused

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

Tänu oma pikale elueale kasutatakse liitium-ioonakut laialdaselt, kasutusaja pikenemisega on punnimise probleem, ohutusnäitajad pole ideaalsed ja tsirkuleeriv sumbumine on ka tõsisem, põhjustades liitiumaku sügavuse analüüsi ja allasurumise. Eksperimentaalse uurimis- ja arendustegevuse kogemuse põhjal jagab autor liitiumakude tekkepõhjused kahte kategooriasse, üks on aku paksusest põhjustatud punnis (teiseks elektrolüütilise vedeliku oksüdatsiooni pundumise tõttu). Erinevates akusüsteemides on aku paksuse domineerivad tegurid erinevad.

Näiteks liitiumtitanaadi negatiivse elektroodi aku puhul on punnimise peamised tegurid trummel; grafiitnegatiivelektroodide süsteemis pooluse paksuse ja gaasivarustuse paisumise seadus. Esiteks muudetakse liitiumakude kasutamisel elektroodi pooluse paksust ja elektroodi pooluse paksust, eriti grafiit negatiivse elektroodi paksus. Olemasolevatel andmetel on liitiumaku läbinud kõrgel temperatuuril hoidmise ja tsirkulatsiooni, mis on altid trummeldamisele, paksuse kasvutempoga umbes 6% kuni 20%, kusjuures positiivne polaarpaisumissuhe on ainult 4% ja negatiivne paisumissuhe on 20%.

Liitiumaku paksuse paisumise algpõhjust mõjutab grafiidi olemus. Negatiivse elektroodi grafiit moodustab LICX (LIC24, LiC12 ja LIC6 jne) ning lineaarne vahekaugus muutub, mille tulemuseks on mikroskoopilise sisepinge moodustumine, mille tulemuseks on negatiivne elektrood Expand.

Alloleval joonisel on skemaatiline struktuurskeem grafiit-negatiivse elektroodi plaadi struktuurist paigas ning laadimise ja tühjenemise kohta. Grafiitnegatiivse elektroodi paisumise põhjuseks on peamiselt ebaefektiivne paisumine. See laienemise osa on peamiselt seotud osakeste suuruse, kleepuva aine ja pooluse lehe struktuuriga.

Negatiivse elektroodi laienemine põhjustab südamiku deformatsiooni ja elektrood moodustub diafragma vahele ning negatiivse elektroodi osakesed moodustavad mikroprao, tahke elektrolüüdi faasiliidese (SEI) kile on purunenud ja rekombinantne, tarbides elektrolüüti ja vähendades tsirkulatsiooni jõudlust. Elektroodi negatiivseid poolusi mõjutavad paljud tegurid ning liimi iseloom ja polaarlehe struktuuriparameetrid on kaks kõige olulisemat. Grafiitnegatiivses elektroodis tavaliselt kasutatav liim on SBR, erinev liimi elastsusmoodul, erinev mehaaniline tugevus ja erinev mõju plaadi paksusele.

Viimistluskatte järgset rullumisjõudu mõjutab ka aku negatiivse elektroodi plaadi paksus. Sama pinge all, mida suurem on liimi elastsusmoodul, seda väiksem on füüsilise riiuli polaarsus, laadimisel grafiitvõre laienemine Li + kinnitumise tõttu; Samal ajal vabaneb negatiivsete elektroodiosakeste ja SBR-i deformatsiooni tõttu sisemine pinge täielikult, pange negatiivne paisumiskiirus järsult tõusma, SBR on plastilise deformatsiooni staadiumis. See paisumissuhte osa on seotud SBR elastsusmooduliga, mis viib SBR elastsusmooduli ja tugevuse suurenemiseni ning pöördumatu paisumise vähenemiseni.

Kui SBR-i kogus on ebaühtlane, on polaarrulli vajutamisel rõhk erinev ja rõhuerinevus põhjustab pooluse tekitatud jääkpinge, seda suurem on jääkpinge, mis viib riiulite füüsilise laienemiseni, täieliku elektrienergiani ja tühja võimsuse paisumiseni; mida väiksem on SBR-i sisaldus, seda väiksem on valtsimise rõhk, vähem füüsilisi riiuleid, eelelektri paisumissuhe ja tühi elektrokosiit, seda väiksem on negatiivne paisumine, mis põhjustab südamiku deformatsiooni, mõjutab negatiivset Liitiumi aste on liitium ja Li + difusioonikiirus, avaldades sellega tõsist mõju aku tsükli jõudlusele. Teiseks on aku gaasist põhjustatud lahtise aku sisemine gaasi sissevõtt veel üks oluline põhjus, mis põhjustab aku paisumist, olgu see siis aku temperatuuritsükkel, kõrge temperatuuri tsükkel, kõrge temperatuuriga riiulid, see tekitab erineval määral punnis gaasi. Praeguste uurimistulemuste kohaselt põhjustab elektrilise südamiku turse olemuslikult elektrolüüdi lagunemine.

Elektrolüütide lagunemisel on kaks juhtumit, üks on elektrolüüdi lisand, nagu niiskus ja metalli lisandid elektrolüütilise vedeliku lagundamiseks, ja teine ​​on liiga vähe elektrolüütilist vedelikku, mis põhjustab laadimise ajal lagunemist, ja elektrolüüdis tekivad lahustid nagu EC, DEC pärast elektronide saamist ja vabade radikaalide reaktsioonid, vesinikkarbonaadid ja estrid. CO2 jne. Pärast liitiumaku kokkupaneku lõpetamist tekib etteantud protsessi käigus väike kogus gaasi ja need gaasid on vältimatud ja nn elektrisüdamiku pöördumatu võimsuskadu allikas. Esimese laadimis- ja tühjendusprotsessi käigus jõuavad elektronid negatiivse elektroodi elektrolüütilise lahusega pärast välist vooluringi, moodustades gaasi.

Selles protsessis moodustub SEI grafiit-negatiivse elektroodi pinnale, SEI paksuse suurenemisega ei saa elektronid läbida elektrolüüdi pidevat oksüdatsiooni. Aku kasutusaja jooksul suureneb sisemine gaasimaht järk-järgult, kuna elektrolüüdis või elektrolüüdis on lisandeid või niiskust. Elektrolüüdi olemasolu nõuab tõsist välistamist ja niiskuse kontroll ei ole range.

Elektrolüütiline lahus ise ei ole range ja akut ei viida rangelt vette, tekib nurkne väljastus ja aku ülekoormus kiirendab ka aku gaasi tootmist. Kiirus, mis põhjustab aku rikke. Erinevates süsteemides on aku tootmismaht erinev.

Grafiit-negatiivse elektroodi akus on gaasi tootmise põhjuseks peamiselt SEI-kile moodustumine, aku niiskus on ületatud ja kemikaalide vool on ebanormaalne, pakend on halb ja aku fluorestsentssuhe liitiumtitanaadis NCM-i akusüsteem peaks olema tõsisem. Lisaks elektrolüüdis leiduvatele lisanditele, niiskusele ja protsessidele on veel üks erinevus grafiitnegatiivsest elektroodist see, et liitiumtitanaat ei saa olla nagu grafiitnegatiivse elektroodi aku, moodustades selle pinnale SEI-kile, mis pärsib selle elektrolüüdi reaktsiooni. Elektrolüüt on laadimise ja tühjenemise ajal alati otseses kontaktis Li4Ti5O12 pinnaga, mille tulemuseks on Li4Ti5O12 materjali pinna pidev vähenemine, mis võib olla Li4Ti5o12 aku gaaside tekke algpõhjus.

Gaasi põhikomponendid on H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 jne. Kui liitiumtitanaat on eraldi elektrolüüti kastetud, tekib ainult CO2 ja pärast aku ettevalmistamist NCM materjaliga on tekkivate gaaside hulgas H2, CO2, CO ja vähesel määral gaasilisi süsivesinikke ning pärast akut ainult tsüklis Laadimisel ja tühjendamisel tekib H2 ja tekkiva gaasi H2 sisaldus ületab 5%. See näitab, et laadimise ja tühjenemise ajal tekib H2 ja CO gaas.

LIPF6 esineb elektrolüüdis: PF5 on väga tugev hape, mis põhjustab kergesti karbonaadi lagunemist ja suurendab temperatuuri tõustes PF5 kogust. PF5 aitab kaasa elektrolüütide lagunemisele, tekitades CO2, CO ja CXHY gaasi. Asjakohaste uuringute kohaselt tekib H2 tootmine elektrolüüdis olevast veejäägist, kuid veesisaldus üldises elektrolüüdis on umbes 20 ¡Á 10-6, mis on H2 saagise jaoks väga madal.

Shanghai Jiaotongi ülikooli Wu Kai katset kasutati grafiidi / NCM111 akuna. Järeldus jõudis järeldusele, et H2 allikas on karbonaadi lagunemine kõrge pinge all. Praegu on liitiumtitanaatpatareide summutamiseks kolm lahendust.

, Lahustisüsteem; kolmandaks parandage aku töötlemise tehnoloogiat.