Análise da análise da causa da atenuación da capacidade da batería de litio

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

Nunha batería de iones de litio, o equilibrio de capacidade exprésase como a relación de masa do electrodo positivo ao electrodo negativo, a saber: <000000>gamma;= m + / m- =δXC- /δYC + fórmula superior C refírese á capacidade teórica de coulomb do electrodo,δpouco,δY refírese a unha medición química de ións de litio embebidos nun electrodo negativo e un electrodo positivo. A partir da fórmula anterior pódese ver que a relación de masas dos dous polos depende do número de capacidade de coulomb e dos seus respectivos ións de litio reversibles segundo os dous polos. Xeralmente, a menor proporción de masa provoca o uso incompleto do material do electrodo negativo; a relación de masa maior pode ter un perigo para a seguridade debido a que o electrodo negativo está encaixado.

En resumo, na relación de calidade máis optimizada, o rendemento da batería é óptimo. Relacionado co sistema de batería Li-ION ideal, no seu período de ciclo, a cantidade de contido non se modifica e a capacidade inicial en cada ciclo é un valor determinado, pero a situación real é moito máis complicada. Calquera reacción secundaria que poida aparecer ou consumir ións de litio ou electróns pode provocar un cambio no equilibrio da capacidade da batería, unha vez que se produce o equilibrio da capacidade da batería, este cambio é irreversible e pode acumularse en varios ciclos e prodúcese o rendemento da batería.

Impacto grave. Ademais, excepto a retención de oxidación do ión litio, hai un gran número de reaccións secundarias, como análise de electrólitos, disolución de substancias activas, deposición de litio metálico, etc. Orixinal: sobrecarga 1, sobrecarga negativa de grafito: cando a batería se sobrecarga, o ión de litio redúcese facilmente na superficie negativa: o litio depositado está cuberto coa superficie negativa, bloqueando a incrustación de litio.

A eficiencia de descarga redúcese e a perda de capacidade, o orixinal: 1 pódese reducir polo litio cíclico; 2 depositaron litio metálico e disolvente ou electrólito de soporte para formar Li2CO3, LIF ou outros produtos; 3. O litio metálico adoita formarse entre o electrodo negativo e o diafragma, posiblemente. Os poros do diafragma de bloqueo aumentan a resistencia interna da batería. A carga rápida, a densidade de corrente demasiado grande, a polarización negativa severa, a deposición de litio serán máis claras. Esta situación é fácil de ocorrer nunha ocasión do electrodo negativo activo.

Non obstante, no caso de alta taxa de carga, a deposición de litio metálico pode ocorrer aínda que a proporción do electrodo positivo e negativo activo sexa normal. 2, a reacción de precisión positiva é demasiado baixa cando a resistencia activa do electrodo positivo é demasiado baixa e é fácil de cargar. A transición positiva fai que a perda de capacidade se deba á aparición de substancias electroquímicas inertes (como CO3O4, MN2O3, etc.

), que perturba o equilibrio de capacidade entre os electrodos e a súa perda de capacidade é irreversible. (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- A reacción de MnO2 litio manganeso ocorre nun estado no que o óxido de litio manganeso é completamente decente.:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, o electrólito oxídase cando o electrólito se oxida cando a presión é superior a 4,5 V e o electrólito (p. ex.

, Li2CO3) e o gas se oxidan, e estes insolubles bloquearán os microporos do electrodo. A migración dos ións de litio provoca perda de capacidade durante o ciclo. Afectando á taxa de oxidación: o tipo e o tamaño da superficie do axente condutor (negro de humo, etc.

) Engadido polo material do electrodo positivo do tamaño da superficie do material do colector (negro de carbono, etc.) na solución electrolítica que se usa actualmente, considérase que EC/DMC ten a maior capacidade de oxidación. O proceso de oxidación electroquímica da disolución exprésase xeralmente como: disolución→Produtos de oxidación (gases, solucións e substancias sólidas) + NE-calquera oxidación do disolvente pode aumentar a concentración do electrólito, a estabilidade do electrólito redúcese e a capacidade da batería é finalmente.

Supoñamos que consome unha pequena parte do electrólito cada vez que se carga, entón hai máis electrólito no conxunto da batería. Para recipientes constantes, isto significa que se carga unha pequena cantidade de substancia activa, o que provocará unha diminución da capacidade inicial. Ademais, se se produce un produto sólido, fórmase unha película de pasivación na superficie do electrodo, o que fará que a batería aumente a tensión de saída da batería.

Orixinal 2: electrólito (revertido) I Na análise do eléctrodo 1 A redución da capacidade da batería, a reacción de redución de electrólitos contra a capacidade da batería e a vida en circulación afectará negativamente, e debido á redución do gas para aumentar a batería, provocando problemas de seguridade. A tensión de análise do electrodo positivo adoita ser superior a 4,5 V (relacionada con Li/Li +), polo que non son fáciles de analizar en positivo.

Pola contra, os electrólitos son máis variados para analizar. 2, o electrólito analízase no electrodo negativo: o electrólito non é rico en grafito e outros negativos de carbono pitonal, e é fácil reaccionar se é irreversible. A análise da solución electrolítica no momento da carga e descarga primaria formará unha película de pasivación na superficie do eléctrodo, e a película de pasivación pode impedir unha análise posterior do electrólito e do electrodo negativo de carbono.

Así, mantense a estabilidade estrutural do electrodo de carbono negativo. Idealmente, a redución do electrólito limítase á fase de formación da película de pasivación e o proceso xa non se produce cando o ciclo é estable. A redución da formación do sal electrolítico da película de pasivación está implicada na formación da película de pasivación, o que facilita a estabilización da película de pasivación, pero o material disolto que se reduce ao disolvente vese afectado negativamente polo produto de redución do disolvente; (2) redución de sal electrolítica A concentración da solución electrolítica reduciuse e, finalmente, provocou a capacidade da batería (redución de LiPF6 para xerar LIF, LiXPF5-X, PF3O e PF3); (3) A formación da película de pasivación é consumir ións de litio, o que pode provocar un desequilibrio da capacidade polar.

Toda a batería está reducida. (4) Se hai fisuras na película de pasivación, a molécula de disolvente pódese transferir para facer que a película de pasivación se engrose, o que non só consume máis litio, senón que tamén se poden bloquear os microporos da superficie do carbono, o que provoca que o litio non se poida incorporar e descargar. O resultado é unha perda de capacidade irreversible. Engade algúns aditivos inorgánicos, como CO2, N2O, CO, SO2, etc.

, pode acelerar a formación da película de pasivación, e pode inhibir a simbolización e análise do disolvente, e a adición do aditivo orgánico éter coroa ten o mesmo efecto, onde o éter 12 coroa 4 é o mellor. Factores de perda de capacidade de formación de película: (1) Tipo de carbono; (2) ingredientes electrolíticos; (3) aditivos en electrodo ou electrólito. BLYR cre que a reacción de intercambio iónico avanza desde a superficie do material activo ata o seu núcleo, a nova fase formada está enterrada e a superficie das partículas forma unha baixa condutividade iónica e electrónica, polo que a espinela despois do almacenamento.

Máis polarización que almacenamento. ZHANG descobre a descomposición comparativa do espectro de impedancia AC antes e despois do material do electrodo, co novo número de ciclos, aumentou a resistencia da capa de pasivación superficial e redúcese a capacidade da interface. Reflicte o grosor da capa de pasivación engádese co número de ciclos.

A disolución do manganeso e a análise do electrólito dan como resultado a formación da película de pasivación, e as condicións de alta temperatura son máis propicias para estas reaccións. Isto provocará unha resistencia indirecta das partículas de material activo e o aumento da resistencia á migración de Li +, aumentando así a polarización da batería, a carga e a descarga non se completarán e a capacidade redúcese. II mecanismo redutor de solución electrolítica O electrólito contén moitas veces impurezas como osíxeno, auga, dióxido de carbono e as reaccións oxidativas ocorren durante o proceso de carga e descarga da batería.

O mecanismo de redución do electrólito inclúe a redución de disolventes, redución de electrólitos e redución de impurezas tres aspectos: 1, a redución da redución de disolventes PC e EC inclúe unha reacción electrónica ao segundo proceso de reacción electrónica, a segunda reacción electrónica forma Li2CO3: FONG, etc.

li/li +), PC / EC xera unha reacción electroquímica sobre grafito, producindo CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) e LiCO3 (s) , o que resulta nunha perda de capacidade irreversible nos electrodos de grafito. Aurbach et al para unha gran variedade de mecanismos de redución de electrólitos e os seus produtos nun electrodo de litio metálico e electrodo a base de carbono, descubriron que RocO2Li e propileno ocorreron nun mecanismo de reacción electrónica de PC. Roco2li é moi sensible á auga.

O produto axustado é Li2CO3 e propileno, pero non hai Li2CO3 no caso de secado. Ein-Eliy informou de que un electrólito feito de carbonato de dietilo (DEC) e diometimetano (DMC), a reacción de reacción ocorre na batería e fórmase carbonato de metilo (EMC) e hai unha certa perda de capacidade. Impacto.

2, considérase xeralmente que a reacción de redución do electrólito de redución do electrólito está implicada na formación da superficie do electrodo de carbono e, polo tanto, os tipos e concentracións deste afectarán o rendemento do electrodo de carbono. Nalgúns casos, a redución do electrólito contribúe á estabilidade da superficie de carbono e pode formar a capa de pasivación desexada. En xeral, crese que o electrólito de apoio é máis fácil de reducir que o disolvente e que a inclusión do produto de redución na película depositada no electrodo negativo afecta a atenuación da capacidade da batería.

Varias reaccións de redución que soportan electrólitos poden ocorrer do seguinte xeito: 3, o contido de auga na redución de impurezas (1) O contido de auga no electrólito producirá capas de deposición de LiOH (S) e Li2O, o que non é propicio para a incorporación de ións de litio, causando perda de capacidade irreversible: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 produce LiOH (S) para depositar a superficie do electrodo, formar unha película de gran superficie cunha gran resistencia, dificultando os electrodos de grafito incorporados Li +, o que resulta nunha perda de capacidade irreversible. Auga media no disolvente (100-300×10-6) Non hai ningún efecto sobre o rendemento do electrodo de grafito. (2) O CO2 no disolvente pódese reducir no electrodo negativo para formar CO e LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO aumentará a batería da batería, mentres que Li2CO3 (S) aumenta a resistencia da batería aumenta o rendemento da batería.

(3) A presenza de osíxeno no disolvente tamén forma Li2O porque a diferenza de potencial entre o litio metálico e o carbono do litio completamente paralelo é pequena e a redución do electrólito sobre o carbono é similar á redución do litio. Orixinalmente 3: a autodescarga significa que a batería pérdese naturalmente cando non se utiliza. A autodescarga da batería de ión-litio dá lugar a dous casos: un é a perda de capacidade reversible; a segunda é a perda de capacidade irreversible.

A perda de capacidade reversible significa que a capacidade da perda pode ser recuperada durante a carga, e a perda de capacidade non reversible inverte, e o electrodo positivo e negativo pode usarse no uso de microcélulas co electrólito en estado de carga, e o ión de litio está incrustado e deserto, incorporado positivo e negativo e desactivado. Os ións de litio incorporados só están relacionados cos ións de litio do electrólito e, polo tanto, a capacidade do electrodo positivo e negativo está desequilibrada. Esta parte da perda de capacidade non se pode recuperar durante a carga.

Tales como: O electrodo positivo e o disolvente de óxido de manganeso de litio poden xerar autodescarga causada pola autodescarga: as moléculas de disolvente (por exemplo, PC) oxidízanse como células microbianas na superficie do material condutor negro de carbón ou fluído actual: o mesmo electrodo negativo. LiPF6).

O ión de litio elimínase do electrodo negativo do microcontrolador como o electrodo negativo do estado de carga: Factores de autodescarga: proceso de produción de materiais de electrodos positivos, proceso de produción da batería, propiedades do electrólito, temperatura, tempo. A taxa de autodescarga está estreitamente controlada pola taxa de oxidación do disolvente, polo que a estabilidade do disolvente afecta a vida útil da batería. A oxidación do disolvente prodúcese na superficie do negro de carbono, e a superficie do negro de carbono pode controlar a taxa de autodescarga, pero para o material do electrodo positivo LIMN2O4, a superficie do material activo tamén é reducida estreitamente e a superficie do colector actual non pode ignorarse.

A corrente filtrada polo diafragma da batería tamén pode provocar a autodescarga na batería de iones de litio, pero o proceso está limitado pola resistencia do diafragma, a un ritmo moi baixo, e non ten nada que ver coa temperatura. Tendo en conta que a taxa de autodescarga da batería depende en gran medida da temperatura, este proceso non é un mecanismo crítico na autodescarga. Se o electrodo negativo está en estado de electricidade suficiente, o contido da batería destrúese, o que provocará unha perda de capacidade permanente.