Oersjoch fan mislearring Analysis en Fault Mechanism fan Lithium Ion Batterij

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

De generaasje en groei fan &39;e 1SEI film is yn in kommersjeel lithium-ion batterij systeem, en de batterij kapasiteit ferlies diel is fan de kant effekt tusken grafyt en organyske electrolyte, en it grafyt is maklik electrochemically reagearre mei lithium ion organyske electrolyte, benammen Solvent is vinyl carbonate (EC) en dimethyl carbonate (DMC). As de lithium-ion-batterij yn &39;e earste opladen (poadium), de negative electrolyte en de lithium-ion-elektrolyt barde en de lithium-ion-elektrolyt barde en in laach fan fêste elektrolytynterface (SEI) film wurdt foarme yn it grafytflak, wat in diel fan &39;e ûnomkearbere kapasiteit kin feroarsaakje. De SEI-film soarget foar de oerdracht fan ioanen by it beskermjen fan &39;e reaktive stof, en foarkomt de stabiliteit fan&39; e aktive materiaal operaasje fan &39;e batterij aktyf materiaal, wylst de aktive substansje foarkomt.

Lykwols, yn &39;e folgjende syklus fan&39; e batterij, om&39;t de konstante útwreiding en krimp fan it elektrodesmateriaal in nije aktive side ûntbleatet, kin dit in trochgeande ferliesmeganisme feroarsaakje, dat is, de kapasiteit fan &39;e batterij wurdt kontinu ferlege. Dit mislearringsmeganisme kin wurde taskreaun oan it elektrogemyske reduksjeproses fan it oerflak fan &39;e elektrode, dat wurdt útdrukt as de trochgeande ferheging fan&39; e dikte fan &39;e SEI-film. Dêrom, de stúdzje fan SEI film gemyske komponinten en morfology kin wêze mear yngeande, de oarsaak fan lithium-ion batterij kapasiteit en macht ferfal.

SEI-filmfoarmingsproses Yn &39;e ôfrûne jierren hawwe ûndersikers besocht de aard fan SEI-membranen te studearjen troch it ûntmanteljen fan eksperiminten fan lytse batterijsystemen. It demontageproses fan &39;e batterij wurdt útfierd yn in aerosolic inert gas handschoenkast ( <5 ppm). After the battery is disassembled, it can pass a nuclear magnetic resonance technology (NMR), a flight time secondary ion mass spectrometry (TEMS), a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), an atomic force microscope (AFM), X-ray absorption spectrum (XAF), and Infrared (FTIR) and Raman Spectroscopy and other test methods study the thickness, morphology, composition, growth process and mechanism of SEI membranes.

Hoewol in protte testmetoaden binne brûkt om de SEI-film te karakterisearjen, groeit it eigentlike model fan &39;e SEI-film yn &39;e batterij om mear avansearre en direkte manieren te karakterisearjen. De muoite is dat de SEI film is yngewikkeld mei in ferskaat oan stoffen lykas organyske en anorganyske, en it yngrediïnt is yngewikkeld, en it is hiel fragile en maklik te reagearjen op it miljeu. As it net goed is, is it lestich om de wiere ynformaasje fan &39;e SEI-film te krijen.

De verdikking fan &39;e SEI-film is in typyske elektrogemyske parasitêre sidereaksje, dy&39;t in nauwe relaasje hat mei de reaksjekinetika, massaferfierproses en strukturele mjitkunde fan&39; e batterij. De feroaring fan &39;e SEI-film liedt lykwols net direkt ta it mislearjen fan ferneatigjende mislearring, en har ûntbining sil allinich in ferheging fan&39; e ynterne temperatuer fan &39;e batterij feroarsaakje, dy&39;t op syn beurt de ûntbininggas feroarsaakje kin, en swiere waarmte sil thermyske út kontrôle feroarsaakje. Yn FMMEA wurdt de formaasje en groei fan &39;e SEI-film beskôge as in ferliesmeganisme, dy&39;t de batterij feroarsaakje kin om kapasiteit te ferminderjen en ynterne impedânsje te ferheegjen.

2 Lithium dendrites generearje, as de batterij wurdt gau opladen op in hjoeddeiske tichtheid heger as syn rated hjoeddeistige, en it negative oerflak wurdt maklik foarme te foarmjen in metalen lithium dendride. Dit dendrityske kristal is maklik om it diafragma troch te stekken, wêrtroch in koartsluting yn &39;e batterij feroarsaket. Dizze situaasje kin resultearje yn mislearjen fan batterij ferneatiging, en it is lestich te ûntdekken foardat de batterij is koartsluten.

Yn &39;e ôfrûne jierren hawwe de ûndersikers it groeitempo fan lithiumdendride studearre en de relaasje tusken it groeitempo fan lithiumdendriten en de lithiumiondiffusjonskapasiteit fan lithiumdendriten. Eksperiminten litte sjen dat de groei fan lithium delegra lestich is te ûntdekken of te observearjen yn in folslein batterijsysteem, en it hjoeddeistige model is beheind ta de groei fan lithium dendriten ûnder ien systeem. Yn it eksperimintele systeem kin de transparante batterij makke troch kwartsglês it groeiproses fan lithiumdendriten yn situ observearje.

De Zhang Yuegono-ûndersiker yn Suzhou Nanotechnology en Nano Bionic Research Institute yn myn lân hat it formaasjeproses fan lithium dendrites (lykas sjen litten troch fideo) technology yn &39;e scanning elektronenmikroskoop (SEM) technology iepenbiere. Yn it kommersjele lithium-ion-batterijsysteem is it lykwols lestich om de orizjinele observaasje fan lithiumtûken te berikken. De universele situaasje is om syn lithium branch kristallen te observearjen troch de batterij te ûntmanteljen.

Om&39;t de aktiviteit fan &39;e lithiumtûke lykwols heul heech is, is it lestich om de details fan&39; e generaasje te analysearjen. Zier et al. Foarsteld om elektroanenmikrogrammen te tekenjen troch de elektrodestruktuer te fervjen om de posysje fan &39;e dendriten te bepalen.

As foardat batterij ûntmanteling, de generaasje fan lithium branch kristal hat feroarsake de binnenkant koartsluting binnen, dan dit diel fan it dendritic kristal kin lestich te observearjen omdat de enoarme puls hjoeddeistige fan de ynterne koartsluting kin feroarsaakje lithium branch kristallisaasje. De lokale microporous ôfsluting fan it diafragma suggerearret dat de mooglike groei posysje fan lithium dendrites, mar dizze dielen kinne foar in part oververhitting of feroarsake troch metalen ûnreinheden fersmoarging. Dêrom, fierdere ûntwikkeling fan mislearjen modellen te foarsizze it ûntstean fan lithium tûken, en tagelyk, it is hiel sinfol om te studearjen libben en mislearjen relaasje ûnder ferskillende arbeidsomstannichheden.

3 De pollization fan &39;e aktive materiaal dieltsjes is uneven yn&39; e dispensing fan flugge lading en ûntlading of elektrodes aktive stof, it aktive materiaal is gefoelich foar poeder of fragmintaasje. Yn it algemien, as de batterij wurdt útwreide, de mikron-sized dieltsjes, de ynterne stress fan ion kin wurde brutsen. De earste crack kin wurde waarnommen troch SEM op it oerflak fan de aktive materiaal dieltsjes.

As de werhelle ynbêding fan lithium-ionen, wurde de skuorren konstant útwreide, wat resulteart yn dieltsjes dy&39;t kreakje. De kraken dieltsjes sille bleat it nije aktive oerflak, en de SEI film wurdt oanmakke op it nije oerflak. Troch ûndersyk en analyze fan lithium ion ynbêding stress, better ûntwerp batterij elektrodes materialen.

Christensen en Newman et al. Untwikkele de earste lithium-ion ynbêde stress model, en oare ûndersikers hawwe útwreide ferskate materialen, en de geometryske morfology fan materialen, en materialen. Ion ynbêde stressmodel sil ûndersikers fasilitearje om mear aktive stoffen te ûntwerpen.

It ferlies fan kapasiteit en krêft fan aktive materiaalpartikels wurdt lykwols fierder studearre, en it mislearringmeganisme fan dieltsjefragmintaasje wurdt wiidweidich foarsein om it libben fan lithium-ion-batterijen te foarsizzen. Troch de folumeferoaring fan it elektrodesmateriaal kin ek de aktive stof loslitte mei de stroomkollektor, sadat dit diel fan de aktive stof net beskikber is. It inconed lithiumproses fan it aktive materiaal wurdt begelaat troch ionmigraasje en eksterne elektroanemigraasje yn &39;e batterij.

Sûnt de elektrolyt is elektroanysk isolearre, allinnich ioanen kinne wurde levere. It konduksje fan elektroanen is wichtich foar it konduktyf netwurk dat troch it elektrode-oerflak konstruearre is troch it konduktyf agint. Faak feroarings yn it folume fan it elektrodes materiaal kin resultearje yn partiel aktive stoffen út de conductive netwurk te foarmjen in isolearre systeem, dat is net beskikber.

Dizze feroaring yn &39;e elektrodestruktuer kin wurde mjitten troch in metoade te mjitten lykas in porositeit of in spesifyk oerflak. Dit proses kin ek gemalen wurde troch it frezen fan it elektrode-oerflak mei de fokale ionbeam (FIB), mei SEM om morfologyske observaasje út te fieren of röntgentomografyske test mei SEM. Si negative elektrodes materiaal wurdt skjinmakke en losmakke út de conductive netwurk.

De aktive elektrode aktive stof fan &39;e positive elektrode aktive stof is meast oergong metaal okside, lykas lithium cobaltate (LiMn2O4), of polyanate Lithium sâlt, lithium izer fosfaat (LifePo4). De measte positive aktive stoffen binne ynbêde reaksjemeganismen, en har stressmeganismen en resesjemeganismen binne meast te tankjen oan &39;e fal fan korrels en de beskriuwing fan&39; e aktive stoffen hjirboppe. De SEI-film wurdt ek generearre en beynfloede troch it oerflak fan &39;e positive elektrodes, mar it oerflak fan&39; e positive elektrode hat in hege potinsjeel, en har SEI-film is tige tin en stabyl.

Dêrneist is it positive elektrodes materiaal ek gefoelich foar de ynfloed fan ynterne waarmte generaasje, benammen as de batterij wurdt overchaired. Op it momint fan lading wurdt de elektrolyt ynstabyl ûnder hege druk, wat resulteart yn in elektrolyt en de positive elektrode aktive stof, wêrtroch&39;t de ynterne temperatuer fan &39;e batterij bliuwt omheech, en it positive elektrodemateriaal jout soerstof frij. Fierdere opwurdearring, resultearret yn termyske out-of kontrôle, it sil feroarsaakje ferneatiging mislearring oan de batterij.

It positive elektrodemateriaal dat optreedt tidens de foarlading kin wurde analysearre troch gaschromatografy om de struktuer fan &39;e elektrodesmateriaal te analysearjen of te detektearjen troch röntgenspektrumdeteksje-elektrodemateriaalstruktuer. D&39;r is lykwols op it stuit gjin mislearringsmodel dat de binnenkant fan &39;e batterij kin foarsizze troch oerladen gasoerstreaming. Gearfetting: De mislearring meganisme modus fan de lithium-ion batterij posityf en negatyf elektrodes materiaal is wichtich foar de ûntbining fan de SEI membraan, de produksje fan lithium delegearre kristal of koperprine kristallen, it poeder fan de aktive materiaal dieltsjes en de waarmte ûntbining gas, ensfh.

Under harren, de generaasje fan lithium derivaten of koper delegths, it materiaal ûntbining gas wurdt maklik feroarsake troch termyske út &39;e kontrôle fan&39; e sel, wêrtroch&39;t de ferbaarning fan &39;e batterij, en sels eksplodearje. It mislearjen fan lithium-ion-batterijen wurdt analysearre troch de ferdwûne modus, en it meganisme wurdt optimalisearre troch it materiaal, de struktuer fan &39;e batterij te optimalisearjen en de miljeu-oanpassingsfermogen, betrouberens en feiligens fan&39; e batterij te ferbetterjen. Dêrom is d&39;r in heul wichtige liedende betsjutting foar de produksje en praktyske tapassing fan &39;e batterij.