Mion-sgrùdadh air mion-sgrùdadh adhbhar air lughdachadh comas bataraidh lithium

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

Ann am bataraidh lithium-ion, tha an cothromachadh comas air a chuir an cèill mar cho-mheas mòr an electrode dearbhach ris an dealan àicheil, is e sin: <000000>gamma; = m + / m- =δXC- /δTha YC + foirmle àrd C a’ toirt iomradh air comas coulomb teòiridheach an electrod,δbeag,δTha Y a’ toirt iomradh air meidheadaireachd ceimigeach de ianan lithium freumhaichte ann an electrod àicheil agus electrod dearbhach. Chithear bhon fhoirmle gu h-àrd gu bheil co-mheas mòr an dà phòla an urra ris an àireamh de chomas coulomb agus na h-ianan lithium reversible aca a rèir an dà phòla. San fharsaingeachd, tha an co-mheas tomad nas lugha ag adhbhrachadh cleachdadh neo-choileanta den stuth electrode àicheil; dh’ fhaodadh gum bi cunnart sàbhailteachd aig a’ cho-mheas tomad nas motha air sgàth gu bheil an dealan àicheil air a dhol thairis air.

Ann an ùine ghoirid, anns a’ cho-mheas càileachd as fheàrr, tha coileanadh bataraidh as fheàrr. Co-cheangailte ris an t-siostam bataraidh Li-ION air leth freagarrach, anns an ùine rothaireachd aige, chan eil meud an t-susbaint air atharrachadh, agus tha an comas tùsail anns gach cearcall na luach sònraichte, ach tha an suidheachadh fìor tòrr nas iom-fhillte. Faodaidh ath-bhualadh taobh sam bith a dh ’fhaodadh nochdadh no ithe ianan lithium no dealanan atharrachadh atharrachadh ann an cothromachadh comas bataraidh, aon uair‘ s gu bheil cothromachadh comas a ’bhataraidh a’ tachairt, tha an t-atharrachadh seo do-sheachanta, agus faodar a chruinneachadh le ioma-chuairtean, agus bidh coileanadh bataraidh a ’tachairt.

Droch bhuaidh. A bharrachd air an sin, ach a-mhàin airson cumail suas oxidation an lithium ion, tha àireamh mhòr de ath-bheachdan taobh, leithid mion-sgrùdadh electrolyte, sgaoileadh stuthan gnìomhach, tasgadh lithium meatailt, msaa. Am fear tùsail: overcharge 1, cus cosgais grafait àicheil: Nuair a tha cus cosgais air a’ bhataraidh, tha an ion lithium gu furasta air a lughdachadh anns an uachdar àicheil: tha an lithium tasgaidh air a chòmhdach leis an uachdar àicheil, a’ cur bacadh air in-ghabhail lithium.

Tha an èifeachdas sgaoilidh air a lughdachadh agus call comas, an tè tùsail: faodar 1 a lughdachadh le lithium cearcallach; 2 lithium meatailt tasgaidh agus solvent no taic a thoirt do electrolyte gus Li2CO3, LIF no stuthan eile a chruthachadh; Mar as trice bidh lithium meatailt 3 air a chruthachadh eadar an electrode àicheil agus an diaphragm, is dòcha gu bheil pores an diaphragm bacaidh a’ meudachadh strì a-staigh a ’bhataraidh;. Bidh cosgais luath, dùmhlachd gnàthach ro mhòr, polarachadh fìor àicheil, tasgadh lithium nas soilleire. Tha an suidheachadh seo furasta tachairt aig àm nuair a tha an electrode àicheil gnìomhach.

Ach, a thaobh ìre cosgais àrd, faodaidh tasgadh lithium meatailt tachairt eadhon ged a tha a ’chuibhreann den dealan adhartach is àicheil gnìomhach àbhaisteach. 2, tha an ath-bhualadh mionaideachd adhartach ro ìosal nuair a tha an aghaidh gnìomhach electrode ro ìosal, agus tha e furasta a ghearradh. Tha an gluasad adhartach ag adhbhrachadh gu bheil call comas mar thoradh air stuthan inert electrochemical (leithid CO3O4, MN2O3, msaa).

), a tha a’ cur dragh air a’ chothromachadh comas eadar electrodan, agus a tha call comas neo-atharrachail. (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 lithium manganese reaction a’ tachairt ann an staid far a bheil an lithium manganese oxide gu tur decentr:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, tha an electrolyte air a oxidachadh nuair a tha an electrolyte air a oxidachadh nuair a tha an cuideam nas àirde na 4.5V, agus an electrolyte (me

, Li2CO3) agus tha an gas air a oxidachadh, agus cuiridh na solublements sin bacadh air micropores an electrod. Bidh imrich ions lithium ag adhbhrachadh call comas rè rothaireachd. A’ toirt buaidh air ìre ìre oxidation: Seòrsa agus meud farsaingeachd uachdar an neach-giùlain (carbon dubh, msaa.

) air a chur ris leis an stuth electrode dearbhach stuth cruinneachaidh meud uachdar uachdar (carbon dubh, msaa) anns an fhuasgladh electrolytic a thathas a’ cleachdadh an-dràsta, thathas den bheachd gu bheil an comas oxidation as àirde aig EC / DMC. Tha pròiseas oxidation electrochemical an fhuasglaidh mar as trice air a chuir an cèill mar: fuasgladh→Bathar oxidation (gasaichean, fuasglaidhean agus stuthan cruaidh) + NE - faodaidh oxidation fuasglaidh sam bith dùmhlachd an electrolyte àrdachadh, tha seasmhachd an electrolyte air a lughdachadh, agus tha comas a ’bhataraidh mu dheireadh.

Seach gu bheil e ag ithe pàirt bheag den electrolyte a h-uile uair a thèid a ghearradh, agus an uairsin bidh barrachd electrolyte ann an co-chruinneachadh bataraidh. Airson soithichean seasmhach, tha seo a &39;ciallachadh gu bheil beagan de stuth gnìomhach air a luchdachadh, a dh&39; adhbharaicheas lùghdachadh ann an comas tùsail. A bharrachd air an sin, ma thachras toradh cruaidh, thèid film pasivation a chruthachadh air uachdar an electrod, a bheir air a ’bhataraidh bholtadh toraidh a’ bhataraidh àrdachadh.

2 tùsail: Electrolyte (Tilleadh) I Air mion-sgrùdadh electrode 1 Lùghdachadh comas a’ bhataraidh, bheir an ath-bhualadh lughdachadh electrolyte an aghaidh comas bataraidh agus beatha cuairteachadh droch bhuaidh, agus mar thoradh air lughdachadh gas gus am bataraidh àrdachadh, agus mar sin a’ leantainn gu cùisean sàbhailteachd. Tha bholtaids mion-sgrùdadh electrode dearbhach mar as trice nas àirde na 4.5V (co-cheangailte ri Li / Li +), agus mar sin chan eil iad furasta an sgrùdadh anns an dearbhach.

An àite sin, tha electrolytes nas eadar-dhealaichte airson mion-sgrùdadh. 2, tha electrolyte air a sgrùdadh air an electrode àicheil: chan eil an electrolyte àrd ann an grafait agus àicheil gualain pithonal eile, agus tha e furasta freagairt ma tha e do-sheachanta. Bidh mion-sgrùdadh fuasgladh electrolytic aig àm cosgais agus sgaoileadh bun-sgoile mar fhilm passivation air uachdar an electrod, agus faodaidh am film pasivation casg a chuir air tuilleadh mion-sgrùdadh air electrod electrolyte agus carbon àicheil.

Mar sin, thathas a’ cumail suas seasmhachd structarail an dealan carbon àicheil. Mas fheàrr, tha lughdachadh an electrolyte air a chuingealachadh ri ìre cruthachaidh an fhilm passivation, agus chan eil am pròiseas a ’tachairt tuilleadh nuair a tha an cearcall seasmhach. Tha lùghdachadh ann an cruthachadh salann electrolyte den fhilm pasivation an sàs ann a bhith a &39;cruthachadh am film pasivation, a tha a&39; comasachadh an fhilm pasivation a dhèanamh seasmhach, ach tha an stuth fuasglaidh a tha air a lùghdachadh chun an t-solus a &39;toirt droch bhuaidh air an toradh lughdachadh fuasgladh; (2) lughdachadh salann electrolyte Chaidh dùmhlachd an fhuasglaidh electrolytic a lughdachadh, agus mu dheireadh dh’ adhbhraich e comas bataraidh (lùghdachadh LiPF6 gus LIF, LiXPF5-X, PF3O agus PF3 a ghineadh); (3) Is e cruthachadh an fhilm passivation a bhith ag ithe ions lithium, a dh ’fhaodadh a bhith neo-chothromach air a’ chomas pòlach.

Tha am bataraidh gu lèir air a lughdachadh. (4) Ma tha sgàineadh air an fhilm passivation, faodar am moileciuil fuasglaidh a ghluasad gus am film pasivation a dhèanamh nas tiugh, a bhios chan ann a-mhàin ag ithe barrachd lithium, ach tha e comasach na micropores a bhacadh air uachdar a’ charbon, agus mar thoradh air sin chan urrainn dha lithium freumhachadh agus leigeil ma sgaoil Mar thoradh air call comas nach gabh atharrachadh. Cuir cuid de stuthan cur-ris neo-organach, leithid CO2, N2O, CO, SO2, msaa.

, is urrainn dha cruthachadh film pasivation a luathachadh, agus faodaidh e bacadh a chuir air samhlachadh agus mion-sgrùdadh an t-solusair, agus tha an aon bhuaidh aig cuir-ris organach ether crùn a-steach, anns a bheil 12 crùn 4 ether as fheàrr. Factaran a thaobh call comas cruthachadh film: (1) Seòrsa gualain; (2) electrolyte tàthchuid; (3) cur-ris ann an electrode no electrolyte. Tha BLYR den bheachd gu bheil an ath-bhualadh iomlaid ian a’ dol air adhart bho uachdar an stuth gnìomhach gu a chridhe, tha an ìre ùr a chaidh a chruthachadh air a thiodhlacadh, agus tha uachdar nam mìrean a’ cruthachadh seoltachd ian is dealanach ìosal, agus mar sin an spinel às deidh stòradh.

Barrachd polarachadh na stòradh. Bidh ZHANG a’ faighinn a-mach mu lobhadh coimeasach an speactram bacaidh AC ro agus às deidh an stuth electrode, leis an àireamh ùr de chearcaill, tha strì an aghaidh còmhdach pasivation uachdar air a dhol suas, agus tha an comas eadar-aghaidh air a lughdachadh. Thathas a’ cur ris an àireamh de chuairtean le bhith a’ nochdadh tiugh an t-sreath passivation.

Mar thoradh air sgaoileadh manganese agus mion-sgrùdadh air an electrolyte, thèid am film pasivation a chruthachadh, agus tha na suidheachaidhean teòthachd àrd nas freagarraiche dha na h-ath-bheachdan sin. Bidh seo ag adhbhrachadh strì neo-dhìreach de na gràinean de stuth gnìomhach agus an àrdachadh ann an strì an aghaidh imrich Li +, mar sin ag àrdachadh polarachadh a ’bhataraidh, agus chan eil an cosgais agus an leigeil ma sgaoil coileanta, agus tha an comas air a lughdachadh. Bidh inneal lughdachaidh fuasgladh electrolytic II gu tric a’ toirt a-steach neo-chunbhalachd leithid ocsaidean, uisge, carbon dà-ogsaid, agus ath-bhualaidhean oxidative rè cosgais bataraidh agus pròiseas sgaoilidh.

Tha inneal lughdachadh an electrolyte a ’toirt a-steach lughdachadh fuasglaidh, lughdachadh electrolyte agus lughdachadh neo-chunbhalachd trì taobhan: 1, lughdachadh lughdachadh fuasglaidh PC agus EC a’ toirt a-steach freagairt dealanach don dàrna pròiseas ath-bhualadh dealanach, tha an dàrna freagairt dealanach a ’cruthachadh Li2CO3: FONG, msaa, anns a’ chiad Rè a ’phròiseas sgaoilidh, tha an comas electrode faisg air O.8V (vs.

li / li +), PC / EC a’ gineadh ath-bhualadh electrochemical air grafait, a’ toirt a-mach CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) agus LiCO3 (s), A’ leantainn gu call comas neo-atharrachail air dealanan grafait. Lorg Aurbach et al airson measgachadh farsaing de uidheamachd lughdachadh electrolyte agus na toraidhean aige air dealan lithium meatailt agus electrod stèidhichte air carbon, gun do thachair RocO2Li agus propylene ann an inneal ath-bhualadh dealanach de PC. Tha Roco2li gu math mothachail air lorg uisge.

Is e toradh teann Li2CO3 agus propylene, ach chan eil Li2CO3 anns a ’chùis tiormachaidh. Dh&39;aithris Ein-Eliy gu bheil electrolyte air a dhèanamh de diethyl carbonate (DEC) agus diomethymethane (DMC), an ath-bhualadh ath-bhualadh a &39;tachairt anns a&39; bhataraidh, agus tha methyl carbonate (EMC) air a chruthachadh, agus tha call cuid de chomas ann. Buaidh.

2, mar as trice thathas den bheachd gu bheil ath-bhualadh lughdachadh lughdachadh electrolyte an electrolyte an sàs ann a bhith a’ cruthachadh uachdar an electrod gualain, agus mar sin, bheir na seòrsaichean agus na dùmhlachdan buaidh air coileanadh an electrod gualain. Ann an cuid de shuidheachaidhean, tha lùghdachadh an electrolyte a &39;cur ri seasmhachd an uachdar gualain, agus faodaidh e an ìre pasivation a tha a dhìth a chruthachadh. Sa chumantas thathar a &39;creidsinn gu bheil an electrolyte taiceil nas fhasa a lùghdachadh na an t-solusach, agus tha an lùghdachadh air a thoirt a-steach don fhilm a tha air a thasgadh le dealan àicheil agus a&39; toirt buaidh air lùghdachadh comas a &39;bhataraidh.

Faodaidh grunn ath-bhualaidhean lughdachadh a bheir taic do electrolytes tachairt mar a leanas: 3, susbaint uisge anns an lughdachadh neo-chunbhalachd (1) Bheir an susbaint uisge anns an electrolyte sreathan tasgaidh LiOH (S) agus Li2O, nach eil a’ toirt taic do fhighe ian lithium, ag adhbhrachadh call comas nach gabh atharrachadh: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH(s) LiOH + Li ++ E-→Bidh Li2O (S) + 1 / 2H2 a ’toirt a-mach LiOH (S) gus uachdar an dealan a thasgadh, a’ cruthachadh film uachdar mòr le strì mòr, a ’cur bacadh air dealanan grafait freumhaichte Li +, a’ leantainn gu call comas nach gabh atharrachadh. Uisge meadhanach anns an t-solusach (100-300×10-6) Chan eil buaidh sam bith air coileanadh dealan grafait. (2) Faodar CO2 anns an t-solventach a lughdachadh air an dealan àicheil gus CO agus LiCO3 (S) a chruthachadh: 2CO2 + 2E- + 2LI +→Meudaichidh Li2CO3 + COCO am bataraidh sa bhataraidh, fhad ‘s a bhios Li2CO3 (S) ag àrdachadh strì bataraidh a’ meudachadh coileanadh bataraidh.

(3) Tha làthaireachd ocsaidean anns an t-solventach cuideachd a &39;cruthachadh Li2O oir tha an eadar-dhealachadh a dh&39;fhaodadh a bhith eadar an lithium meatailt agus carbon lithium gu tur co-shìnte beag, agus tha lùghdachadh an electrolyte air carbon coltach ris an lùghdachadh ann an lithium. An toiseach 3: Tha fèin-sgaoileadh fèin-ghluasadach a &39;ciallachadh gu bheil am bataraidh air a chall gu nàdarra ann an staid gun chleachdadh. Bidh fèin-sgaoileadh bataraidh lithium-ion a ’leantainn gu dà chùis: tha aon dhiubh na chall comas reversible; is e an dàrna fear call comas nach gabh a thoirt air ais.

Tha an call comas reversible a ’ciallachadh gum faodar comas a’ chall fhaighinn air ais aig àm cosgais, agus tha an call comas neo-ath-thionndaidh air a thionndadh air ais, agus faodar an electrode adhartach is àicheil a chleachdadh ann an cleachdadh meanbh-chealla leis an electrolyte anns an stàit cosgais, agus lithium ion freumhaichte agus falamh, in-ghabhail adhartach is àicheil agus dheth. Chan eil na h-ianan lithium freumhaichte ach co-cheangailte ri ions lithium an electrolyte, agus mar sin tha an comas electrode adhartach is àicheil neo-chothromach. Chan urrainnear am pàirt seo den chall comais fhaighinn air ais nuair a thathar a’ cur cosgais.

Mar: Faodaidh dealan-dè lithium manganese oxide dearbhach agus solvent fèin-sgaoileadh a ghineadh air adhbhrachadh le fèin-sgaoileadh: tha moileciuilean fuasglaidh (me, PC) air an oxidachadh mar cheallan microbial air uachdar stuth giùlain carbon dubh no lionn gnàthach: an aon rud, stuth gnìomhach electrode àicheil Faodar fèin-sgaoileadh bhon fhuasgladh electrolytic don fhuasgladh, agus tha an electrolyte (leithid an electrolyte LiPF6) air a lughdachadh le LiPF6 (leithid LiPF6).

Tha an ian lithium air a thoirt air falbh bho electrode àicheil an microcontroller mar electrode àicheil na stàite cosgais: Factaran fèin-sgaoilidh: Pròiseas cinneasachaidh de stuthan electrode adhartach, pròiseas cinneasachaidh bataraidh, feartan electrolyte, teòthachd, ùine. Tha an ìre fèin-sgaoilidh air a smachd gu teann le ìre oxidation fuasglaidh, agus mar sin tha seasmhachd an fhuasglaidh a &39;toirt buaidh air beatha stòraidh a&39; bhataraidh. Bidh oxidation an t-solventach a ’tachairt ann an uachdar a’ charbon dubh, agus faodaidh an raon uachdar gualain dubh smachd a chumail air an ìre fèin-sgaoilidh, ach airson stuth electrode dearbhach LIMN2O4, lughdaich farsaingeachd uachdar an stuth gnìomhach cuideachd gu teann, agus tha uachdar gnàthach an neach-cruinneachaidh mu choinneimh cleachdadh oxidation fuasglaidh cha ghabh dearmad a dhèanamh air.

Faodaidh an sruth a thèid a leigeil a-mach le diaphragm a’ bhataraidh cuideachd fèin-sgaoileadh adhbhrachadh anns a’ bhataraidh lithium-ion, ach tha am pròiseas air a chuingealachadh le strì an diaphragm, aig ìre gu math ìosal, agus chan eil gnothach sam bith aige ris an teòthachd. Leis gu bheil ìre fèin-sgaoilidh a ’bhataraidh gu mòr an urra ris an teòthachd, chan eil am pròiseas seo na inneal riatanach ann am fèin-sgaoileadh. Ma tha an dealan àicheil ann an staid dealan gu leòr, thèid susbaint a’ bhataraidh a sgrios, a thig gu call comas maireannach.