લિથિયમ બેટરી લિથિયમનો સારાંશ

Pengarang：Iflowpower – పోర్టబుల్ పవర్ స్టేషన్ సరఫరాదారు

આ સમસ્યાના ઉકેલ માટે, લોકોએ પ્રી-લિથિયન્સ ટેકનોલોજીનો અભ્યાસ કર્યો છે. ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીને પ્રી-લિથિયમિંગ કરીને, SEI ફિલ્મની રચનાને કારણે થતા બિન-ઉલટાવી શકાય તેવા લિથિયમ નુકસાનને રદ કરવામાં આવે છે જેથી બેટરીની કુલ ક્ષમતા અને ઉર્જા ઘનતામાં સુધારો થાય. I.

નકારાત્મક ધ્રુવીય લિથિયમ ટેકનોલોજી સામાન્ય છે પ્રી-લિથિયમિંગ પદ્ધતિ એ નકારાત્મક લિથિયમ છે, જેમ કે લિથિયમ ફોઇલ, લિથિયમ પાવડર સપ્લિમેન્ટ, વગેરે, એક પૂર્વ-વિકાસ પૂર્વ-વિકાસ છે. વધુમાં, સિલિસાઇડેડ લિથિયમ પાવડર અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક લિથિયમ સલાઇન સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરીને પ્રી-લિથિએટિંગની તકનીક છે.

૧ લિથિયમ ફોઇલ લિથિયમ લિથિયમ ફોઇલ વળતર એ સ્વ-ડિસ્ચાર્જ મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરવા માટેની એક તકનીક છે. બધા ઇલેક્ટ્રોડ પદાર્થોમાં ધાતુ લિથિયમનું સંભવિત સૌથી ઓછું હોય છે, અને જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી ધાતુ લિથિયમ ફોઇલના સંપર્કમાં હોય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં ખસેડવામાં આવે છે, તેની સાથે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં Li + હોય છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવેલા સિલિકોન નેનોવાયર નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ પર ઇલેક્ટ્રોલિટીક સોલ્યુશન ઉમેરો, અને પછી સીધા લિથિયમ મેટલ ફોઇલ સાથે સંપર્ક કરો.

લિથિયમનું પરીક્ષણ કર્યા પછી નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, અને એવું જાણવા મળે છે કે લિથિયમ ન હોય તેનું ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ 0.01 થી 1 પર 1.55V છે.

00V પ્રથમ 0.1c ડિસ્ચાર્જ થયેલ લિથિયમ-વિશિષ્ટ ક્ષમતા 3800mAh/g; ઉપાડ્યા પછી સિલિકોન નેનોવાયર વોલ્ટેજ 0.25V છે, પ્રથમ ધૂપ બીટ 1600mAh/g છે.

ટીન કાર્બન નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ સીધા લિથિયમ ફોઇલના સંપર્કમાં હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પ્રવાહી દ્વારા ઘૂસણખોરી કરવામાં આવે છે. અર્ધ-બેટરી સાથે પરીક્ષણ કરવાથી, લિથિયમ પછી ટીન કાર્બનની બદલી ન શકાય તેવી સરખામણી ક્ષમતા 680 mAh/g થી ઘટાડીને 65mAh/g કરવામાં આવે છે. નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ એક આખી બેટરી બનાવે છે, અને ICE 3 પર પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે.

૩.૧ થી ૪ પર ૧ થી ૪.૮V ૧૦૦% ની નજીક છે.

8V, અને ચક્ર સ્થિર છે, અને વિસ્તૃતીકરણ પ્રદર્શન વધુ સારું છે. જોકે તે લિથિયમ ફોઇલ સાથે સીધા સંપર્કમાં છે, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પ્રી-લિથિયમિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, પરંતુ પ્રી-લિથિયમિંગની ડિગ્રીને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવી સરળ નથી. અપૂરતી લિથિએશન, ICE ને સુધારવું શક્ય નથી; અને લિથિયમ સમાપ્ત થઈ ગયું હોય, તો તે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર ધાતુના લિથિયમ કોટિંગની રચના કરી શકે છે.

લિથિયમ ફોઇલ ટોનિક્સની સલામતી સુધારવા માટે ZYCAO એટ અલ, સક્રિય સામગ્રી / પોલિમર / લિથિયમ મેટલ થ્રી-લેયર સ્ટ્રક્ચર નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડની ડિઝાઇનને આસપાસની હવામાં સ્થિર કરી શકાય છે, પ્રક્રિયા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં નેગેટિવ.

ત્રણ-સ્તરની રચના આ પ્રમાણે છે: લિથિયમ સ્તરને પોલિમિથાઇલ મેથાક્રાયલેટ રક્ષણાત્મક સ્તર અને લિથિયમ સ્તર પર સક્રિય સામગ્રી સ્તર સાથે કોટેડ કરવામાં આવે છે જે કોપર ફોઇલ પર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રીતે જમા થયેલ ધાતુ લિથિયમ સ્તર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. 2 સ્ટેબિલાઇઝ્ડ લિથિયમ મેટલ પાવડર (SLMP) લિથિયમ પાવડર સપ્લિમેન્ટ ફુમેઇ દ્વારા પ્રસ્તાવિત છે, SLMP નો વિકાસ 3600mAh/g જેટલો ઊંચો છે, અને સપાટી 2% થી 5% લિથિયમ કાર્બોનેટથી ઢંકાયેલી છે, જે શુષ્ક વાતાવરણમાં હોઈ શકે છે. વાપરવુ.

નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પ્રી-લિથિએટિંગ પર SLMP લાગુ કરવા માટે, બે રીતો છે: ઉમેરો, અથવા સીધા નકારાત્મક સપાટી સપાટી પર ઉમેરો. પરંપરાગત નકારાત્મક ગુણધર્મો, PVDF / NMP અથવા SBR + CMC / ડીયોનાઇઝ્ડ વોટર સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ કરો, પરંતુ SLMP ધ્રુવીય દ્રાવકો સાથે સુસંગત નથી, ફક્ત હેક્સેન, ટોલ્યુએન જેવા બિન-ધ્રુવીય દ્રાવકો સાથે સુસંગત છે, તેથી તેને પલ્પ દરમિયાન પરંપરાગત ડાયરેક્ટ ઉમેરણમાં જોડી શકાતું નથી. SBR-PVDF / ટોલ્યુએન સિસ્ટમ સાથે, SLMP ને સીધા ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ સ્લરીમાં મિશ્રિત કરી શકાય છે.

SLMP ના પ્રી-લિથિયમ પછી, 0.01 થી 1.00 V પર, 0.

05c માં, બેટરીનો ICE 90.6% થી વધીને 96.2% થયો.

સૂકી નકારાત્મક સપાટી પર સીધું લોડ થયેલ SLMP સૂકવણી પ્રક્રિયા કરતાં સરળ છે. સિલિકોન-કાર્બન નેનોટ્યુબ નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ લિથિયમ-કાર્બન નેનોટ્યુબ નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડને પૂર્વ-પ્રતિરોધિત કરવા માટે થાય છે, અને સમૂહ અપૂર્ણાંક 3% SlMP / ટોલ્યુએન દ્રાવણ સિલિકોન-કાર્બન નેનોટ્યુબની સપાટી પર ટીપાં પડે છે, ટોલ્યુએન દ્રાવક પછી, ટેબ્લેટ સક્રિય થાય છે. પ્રી-લિથિયમિંગ પછી, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની પ્રથમ બદલી ન શકાય તેવી ક્ષમતા 20% થી 40% સુધી ઘટી જાય છે.

3 સિલિસીડેડ લિથિયમ પાવડર નેનો સિલિકોન પાવડરનું કદ નાનું છે, જે નકારાત્મકમાં વિક્ષેપ માટે વધુ અનુકૂળ છે. વધુમાં, તે વિસ્તૃત સ્થિતિમાં છે, અને ચક્રમાં વોલ્યુમ ફેરફાર સમગ્ર ઇલેક્ટ્રોડની રચનાને અસર કરશે નહીં. હાલમાં, સિલિસિડેડ લિથિયમ લિથિયમ પાવડર સપ્લિમેન્ટ પર ઓછું સંશોધન છે, ફક્ત J.

ઝાઓ, વગેરે. સેમી-બેટરી સિસ્ટમ 0.01 થી 1 ચાર્જ થાય છે.

0.01 થી 1.00V પર 00 V, અને 15% સિલિસાઇડ પાવડર ઉમેર્યા પછી, સિલિકોન નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડનો ICE 76% થી વધીને 94% થાય છે; 9% સિલિસાઇડેડ લિથિયમ પાવડર ઉમેરો મધ્યવર્તી કાર્બન માઇક્રોસ્ફિયર્સ 75% થી વધીને 99% થાય છે; 7% સિલિસાઇડેડ લિથિયમ પાવડર ઉમેરો ગ્રેફાઇટ નેગેટિવ ICE 87% થી વધીને 99% થાય છે.

૪ લિથિયમ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક લિથિયમ ખારા દ્રાવણ, પછી ભલે તે લિથિયમ ફોઇલ, SLMP અથવા સિલિસાઇડ લિથિયમ પાવડરનો ઉપયોગ કરીને લિથિયમને ટેકો આપે. ઉચ્ચ ધાતુવાળા લિથિયમની કિંમતો ઊંચી હોય છે, પ્રવૃત્તિ વધુ હોય છે, કામગીરી મુશ્કેલ હોય છે, સંગ્રહ અને પરિવહનને રક્ષણ માટે ઊંચા ખર્ચની જરૂર પડે છે. જો લિથિયમ પ્રક્રિયામાં ધાતુ લિથિયમનો સમાવેશ થતો નથી, તો ખર્ચમાં બચત થાય છે, સલામતી કામગીરીમાં સુધારો થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક Li2SO4 જલીય દ્રાવણ દ્વારા સિલિકોન હાથ ધરી શકાય છે, અને બલિદાન ઇલેક્ટ્રોડને Li2SO4 માં કોપર વાયરમાં ડૂબાડવામાં આવે છે, અને લિથિયમ પ્રતિક્રિયા સૂત્ર (1) માં દર્શાવવામાં આવી છે: બીજું, સકારાત્મક ટોનિફાઇંગ તકનીકનું લાક્ષણિક હકારાત્મક તણાવ એ છે કે હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ મોહક પ્રક્રિયા દરમિયાન થોડી માત્રામાં ઉચ્ચ-ક્ષમતાવાળી સામગ્રી ઉમેરવામાં આવે છે. ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, Li+ ને ઉચ્ચ-ક્ષમતા ધરાવતી સામગ્રીથી અલગ કરવામાં આવે છે, જે પ્રથમ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જના બદલી ન શકાય તેવા ક્ષમતા નુકશાનને પૂરક બનાવે છે. હાલમાં, હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ લિથિયમ ઉમેરણ તરીકેની સામગ્રી મુખ્યત્વે છે: લિથિયમ સંયોજન, નેનોકોમ્પોઝિટ અને રૂપાંતર પ્રતિક્રિયા પર આધારિત દ્વિસંગી લિથિયમ સંયોજન, વગેરે.

1 લિથિયમ સંયોજન Si-C | lini0 ના બદલી ન શકાય તેવા ક્ષમતા નુકશાનની ભરપાઈ કરવા માટે લિથિયમ સામગ્રી Li1 + XNi0.5Mn1.5O4 નો ઉપયોગ કરે છે.

5Mn1.5O4 ફુલ બેટરી. મિશ્ર પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ ધરાવતી બેટરી 0 ના ક્ષમતા રીટેન્શન રેશિયોમાં 75% છે.

3.00 થી 4.78V પર 33c, જ્યારે બેટરી શુદ્ધ lini0 નો ઉપયોગ કરે છે.

5 mn1.5O4 પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ ફક્ત 51% છે. Li2NiO2 નો ઉપયોગ હકારાત્મક પૂરક લિથિયમ ઉમેરણ તરીકે પણ થઈ શકે છે, પરંતુ હવામાં સ્થિરતા નબળી છે.

એલ્યુમિનિયમ એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ Li2NiO2 ને સંશોધિત કરવા માટે થઈ શકે છે, Li2NiO2 સામગ્રીને હવામાં કોટેડ કરીને સંશ્લેષિત કરવામાં આવે છે, અને લિથિયમ-લિથિયમ અસર ઉત્તમ છે. 2 રૂપાંતર પ્રતિક્રિયાઓ પર આધારિત નેનોકોમ્પોઝિટ્સ જોકે લિથિયમ સંયોજને લિથિયમ-લિથિયમ ઉમેરણ તરીકે ચોક્કસ અસર પ્રાપ્ત કરી છે, પ્રથમ લિથિયમ અસર હજુ પણ ઓછી ચોક્કસ ક્ષમતા સુધી મર્યાદિત છે. રૂપાંતર પ્રતિક્રિયાના નેનોકોમ્પોઝિટના આધારે, બેટરી દરમિયાન બેટરીની પ્રથમ ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન મોટી માત્રામાં લિથિયમનું યોગદાન આપી શકાય છે, અને ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન લિથિયમ પ્રતિક્રિયા થઈ શકતી નથી.

યમ SUN વગેરે.

પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ લિથિયમ એડિટિવ તરીકે M / લિથિયમ ઓક્સાઇડ, M / ફ્લોરિન, M / વલ્કેનાઇઝ્ડ (M = Co, Ni અને Fe) નો અભ્યાસ કર્યો. 4.1 ~ 2 ના 50 mA/g પર કૃત્રિમ નેનો-Co/લિથિયમ ઓક્સાઇડ સંયુક્ત સામગ્રી દ્વારા.

5V ચક્ર, પ્રથમ ચાર્જ 619mAh/g છે, ડિસ્ચાર્જ રેશિયો ફક્ત 10mAh/g છે; આસપાસની હવામાં 8 કલાક ખુલ્લા થયા પછી, રિમૂવ લિથિયમ પ્રારંભિક મૂલ્ય કરતા ફક્ત 51mAh/g ઓછું છે, અને 2D પછી, ડિહાઇડ્રિક રેશિયો હજુ પણ 418mAh/g છે, જેમાં સારી પર્યાવરણીય સ્થિરતા છે, જે વાણિજ્યિક બેટરીની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સાથે સુસંગત હોઈ શકે છે. લિથિયમ ફ્લોરિનેટેડ લિથિયમ લિથિયમ સામગ્રી ઊંચી છે, સારી સ્થિરતા છે, એક સંભવિત હકારાત્મક ટોનિક લિથિયમ સામગ્રી છે. રૂપાંતર પ્રતિક્રિયા દ્વારા ગોઠવાયેલા m/LIF નેનોમટીરિયલ્સ સાથે, તે LIF વાહકતા અને ઓછી આયનીય માર્ગદર્શિકા, ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વિઘટન ક્ષમતા અને વિઘટન ઉત્પાદનો માટે હાનિકારક જેવી સમસ્યાને દૂર કરી શકે છે જેમ કે લિથિયમ ફ્લોરાઇડ એક શ્રેષ્ઠ હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ રિઝોલ્યુશન એડિટિવ છે.

લિથિયમ સલ્ફાઇડની સૈદ્ધાંતિક ક્ષમતા 1166 mAh/g સુધી પહોંચે છે, પરંતુ લિથિયમ-લિથિયમ ઉમેરણ તરીકે, સુસંગતતા, ઇન્સ્યુલેશન, પર્યાવરણીય સ્થિરતા વગેરે જેવી ઘણી સમસ્યાઓ ઉકેલવાની જરૂર છે. લિથિયમ-લિથિયમ ક્ષમતા વધારે હોવા છતાં, રૂપાંતર પ્રતિક્રિયા પર આધારિત નેનોકોમ્પોઝિટ્સ મેટલ ઓક્સાઇડ, ફ્લોરાઇડ અને સલ્ફાઇડ વગેરેની પ્રવૃત્તિ વિના અવશેષ હોય છે, જે બેટરીની ઊર્જા ઘનતા ઘટાડે છે.

3 દ્વિસંગી લિથિયમ સંયોજન દ્વિસંગી લિથિયમ સંયોજન સિદ્ધાંત ક્ષમતા કરતા ઘણો વધારે છે. Li2O2, Li2O અને Li3N ની સૈદ્ધાંતિક વિશિષ્ટ ક્ષમતા અનુક્રમે 1168mAh/g, 1797mAh/g અને 2309mAh/g સુધી પહોંચે છે, અને લિથિયમ અસરની જેમ જ થોડી માત્રામાં ઉમેરાવાની જરૂર પડે છે. સિદ્ધાંતમાં, લિથિયમ પછી આ પદાર્થોના અવશેષો O2, N2, વગેરે છે.

, બેટરીમાં SEI ફિલ્મ દરમિયાન ડિસ્ચાર્જ થયેલ ગેસ બનાવી શકે છે. વ્યાપારી Li3N ને 1 થી 5 μm ના કણ કદના પાવડરમાં પીસવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ લિથિયમ એડિટિવ તરીકે થાય છે. સેમી-બેટરી સિસ્ટમ હેઠળ, 1% અને 2% Li3N LiCoO2 ઇલેક્ટ્રોડ ઉમેરવામાં આવ્યા હતા, અને પ્રથમ ચાર્જ રેશિયો ક્ષમતા 0 હતી.

3.0 થી 4.2V પર 1c 167 હતું.

અનુક્રમે 6mAh/g અને 178.4mAh/g, અને શુદ્ધ LiicoO2 18.0mAh/G, 28 વધ્યું.

7mAh/ગ્રામ. ગ્રેફાઇટ નેગેટિવ્સની પ્રથમ ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન લિથિયમના નુકસાનની ભરપાઈ કરવા માટે, NCM સાથે કોમર્શિયલ Li2O2 ભેળવો. મિશ્ર ઇલેક્ટ્રોડમાં NCM સક્રિય પદાર્થો અને ઉત્પ્રેરકોની બેવડી અસર તરીકે કામ કરે છે.

વિઘટન Li2O2 ને અસરકારક રીતે ઉત્પ્રેરિત કરવા માટે, પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડમાં મેળવેલા NCM માં 6 કલાક માટે 1% બોલ મિલિંગ ઉમેરવામાં આવ્યું. આખી બેટરી 2.75 ~ 4 ની છે.

60V ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ, 0.3c 165.4mAh/g કરતાં ઉલટાવી શકાય તેવું હોઈ શકે છે, 20 થી વધુ.

૫% શાહી | NCM ફુલ બેટરી. પરીક્ષણ દર્શાવે છે કે Li2O2 ના વિઘટન દ્વારા છોડવામાં આવતો ઓક્સિજન બધી બેટરીઓમાં મર્યાદિત Li+ વાપરે છે, જેના પરિણામે Li2O2 ના ઉમેરાથી કુલ બેટરીની ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે, પરંતુ ગેસ ડિસ્ચાર્જ થયા પછી, ક્ષમતા પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે. વાસ્તવિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં બેટરીનું પ્રથમ ચાર્જિંગ ઓપન સિસ્ટમમાં કરવામાં આવે છે, અને તેને SEI ફિલ્મ બનાવવા માટે ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે અને સીલિંગ પહેલાં કેટલીક બાજુની પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન થાય છે, જેથી O2 પ્રકાશનની અસર ઘટાડી શકાય.

ત્રીજું, નિષ્કર્ષ અને સંભાવનાઓ બે લિથિયમ-લિથિયમ પદ્ધતિઓની તુલના કરે છે, નકારાત્મક લિથિયમ-લિથિયમ-લિથિયમ રીએજન્ટ્સ (લિથિયમ ફોઇલ, લિથિયમ પાવડર અને સિલિસાઇડ લિથિયમ લિથિયમ પાવડર) ઉચ્ચ ક્ષમતા ધરાવે છે, પરંતુ જટિલ કામગીરી, ઉચ્ચ પર્યાવરણીય આવશ્યકતાઓ ધરાવે છે; હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં લિથિયમ ઉમેરવા માટે એડિટિવનું હકારાત્મક સુધારણા સલામત સ્થિરતામાં ઉચ્ચ છે, અને હાલની બેટરી ઉત્પાદન તકનીક સાથે સારી સુસંગતતા ધરાવે છે. ભવિષ્યની નકારાત્મક લિથિયમ-લિથિયમ ટેકનોલોજીના સંશોધનમાં બેટરીની સ્થિરતા, વિકાસ અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન અને સરળ તકનીકી ઉકેલ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ, અને સકારાત્મક પૂરકમાં ઉચ્ચ રક્ત લિથિયમ ક્ષમતા, નાના ઉપયોગના વિકાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ. લિથિયમની થોડી માત્રા સાથે એડિટિવ સિસ્ટમ.

.