Analiza uzroka slabljenja kapaciteta litijske baterije

著者：Iflowpower – Provedor de central eléctrica portátil

U litij-ionskoj bateriji, ravnoteža kapaciteta izražava se kao omjer mase pozitivne i negativne elektrode, naime:<000000>gama;= m + / m- =δXC- /δYC + gornja formula C odnosi se na teorijski kulonski kapacitet elektrode,δmalo,δY se odnosi na kemijsko mjerenje litijevih iona ugrađenih u negativnu elektrodu i pozitivnu elektrodu. Iz gornje formule se može vidjeti da se omjer mase dvaju polova oslanja na broj kulonskih kapaciteta i njegovih odgovarajućih reverzibilnih litijevih iona prema dvama polovima. Općenito, manji omjer mase uzrokuje nepotpunu upotrebu materijala negativne elektrode; veći omjer mase može predstavljati sigurnosnu opasnost zbog toga što je negativna elektroda nadređena.

Ukratko, u najoptimalnijem omjeru kvalitete, učinak baterije je optimalan. U odnosu na idealni Li-ION baterijski sustav, u njegovom ciklusu, količina sadržaja se ne mijenja, a početni kapacitet u svakom ciklusu je određena vrijednost, ali stvarna situacija je puno kompliciranija. Bilo koja nuspojava koja se može pojaviti ili trošiti litijeve ione ili elektrone može uzrokovati promjenu u ravnoteži kapaciteta baterije, kada dođe do ravnoteže kapaciteta baterije, ta je promjena nepovratna i može se akumulirati u više ciklusa, a performanse baterije se mijenjaju.

Ozbiljan utjecaj. Osim toga, osim oksidacijskog zadržavanja litijeva iona, postoji velik broj nuspojava, kao što su analiza elektrolita, otapanje aktivne tvari, taloženje metalnog litija itd. Izvorni: prekomjerno punjenje 1, grafitno negativno prekomjerno punjenje: Kada je baterija prepunjena, litij-ion se lako reducira na negativnoj površini: nataloženi litij je prekriven negativnom površinom, blokirajući ugrađivanje litija.

Učinkovitost pražnjenja je smanjena i gubitak kapaciteta, izvornik: 1 može se smanjiti cikličkim litijem; 2 nataloženi metalni litij i otapalo ili pomoćni elektrolit za stvaranje Li2CO3, LIF ili drugih proizvoda; 3 metalni litij obično se formira između negativne elektrode i dijafragme, moguće. Pore blokirajuće dijafragme povećavaju unutarnji otpor baterije;. Brzo punjenje, prevelika gustoća struje, jaka negativna polarizacija, taloženje litija bit će jasniji. Do ove situacije lako je doći ako je aktivna negativna elektroda.

Međutim, u slučaju visoke brzine punjenja, može doći do taloženja metalnog litija čak i ako je omjer aktivne pozitivne i negativne elektrode normalan. 2, pozitivna precizna reakcija je preniska kada je aktivni otpor pozitivne elektrode prenizak i lako se puni. Pozitivni prijelaz uzrokuje gubitak kapaciteta zbog pojave elektrokemijski inertnih tvari (kao što su CO3O4, MN2O3, itd.).

), što remeti ravnotežu kapaciteta između elektroda, a gubitak kapaciteta je nepovratan. (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 litij mangan reakcija događa se u stanju u kojem je litij mangan oksid potpuno decentriran:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, elektrolit se oksidira kada elektrolit oksidira kada je tlak veći od 4,5 V, a elektrolit (npr.

, Li2CO3) i plin se oksidiraju, a ove netopljive tvari će blokirati mikropore elektrode. Migracija litijevih iona uzrokuje gubitak kapaciteta tijekom ciklusa. Utjecaj na brzinu oksidacije: vrsta i veličina površine vodljivog sredstva (čađa, itd.

) dodano materijalom površine pozitivne elektrode veličine kolektorskog materijala (čađa, itd.) u trenutno korištenoj elektrolitičkoj otopini, smatra se da EC/DMC ima najveći oksidacijski kapacitet. Proces elektrokemijske oksidacije otopine općenito se izražava kao: otopina→Produkti oksidacije (plinovi, otopine i krute tvari) + NE-svaka oksidacija otapala može povećati koncentraciju elektrolita, stabilnost elektrolita se smanjuje, a kapacitet baterije konačno.

Pretpostavimo da troši mali dio elektrolita svaki put kada se puni, tada je više elektrolita u sklopu baterije. Za postojane spremnike to znači da se puni mala količina aktivne tvari, što će uzrokovati smanjenje početnog kapaciteta. Nadalje, ako se pojavi kruti proizvod, na površini elektrode formira se pasivacijski film, što će uzrokovati povećanje izlaznog napona baterije.

Izvornik 2: Elektrolit (povratak) I O analizi elektroda 1 Smanjenje kapaciteta baterije, reakcija smanjenja elektrolita na kapacitet baterije i cirkulirajući život negativno će utjecati, a zbog smanjenja plina na povećanje baterije, što dovodi do sigurnosnih problema. Napon analize pozitivne elektrode obično je veći od 4,5 V (u odnosu na Li / Li +), tako da ih nije lako analizirati u pozitivu.

Umjesto toga, elektroliti se više razlikuju za analizu. 2, elektrolit se analizira na negativnoj elektrodi: elektrolit nema visok udio grafita i drugih pitonalnih negativa ugljika i lako je reagirati ako je ireverzibilno. Analiza elektrolitičke otopine u vrijeme primarnog punjenja i pražnjenja formirat će pasivacijski film na površini elektrode, a pasivacijski film može spriječiti daljnju analizu elektrolita i ugljične negativne elektrode.

Tako se održava strukturna stabilnost ugljične negativne elektrode. U idealnom slučaju, redukcija elektrolita je ograničena na fazu formiranja pasivacijskog filma, a proces se više ne događa kada je ciklus stabilan. Smanjenje stvaranja soli elektrolita pasivacijskog filma uključeno je u stvaranje pasivacijskog filma, što olakšava stabilizaciju pasivacijskog filma, ali na otopljeni materijal koji se reducira u otapalo negativno utječe proizvod redukcije otapala; (2) smanjenje soli elektrolita Koncentracija elektrolitičke otopine je smanjena i konačno je uzrokovala kapacitet baterije (smanjenje LiPF6 za stvaranje LIF, LiXPF5-X, PF3O i PF3); (3) Formiranje pasivacijskog filma troši litijeve ione, što može uzrokovati neuravnoteženost polarnog kapaciteta.

Cijela baterija je smanjena. (4) Ako postoji pukotina na pasivacijskom filmu, molekula otapala može se prenijeti kako bi se pasivacijski film zgusnuo, što ne samo da troši više litija, već je moguće blokirati mikropore na površini ugljika, što rezultira time da se litij ne može ugraditi i isprazniti, što rezultira nepovratnim gubitkom kapaciteta. Dodajte neke anorganske aditive, kao što su CO2, N2O, CO, SO2, itd.

, može ubrzati stvaranje pasivacijskog filma i može inhibirati simbolizaciju i analizu otapala, a dodatak organskog aditiva krunskog etera ima isti učinak, pri čemu je 12 krunski 4 eter najbolji. Čimbenici gubitka sposobnosti stvaranja filma: (1) Vrsta ugljika; (2) sastojci elektrolita; (3) aditivi u elektrodi ili elektrolitu. BLYR vjeruje da reakcija ionske izmjene napreduje od površine aktivnog materijala do njegove jezgre, formirana nova faza je zakopana, a površina čestica formira nisku ionsku i elektronsku vodljivost, tako da spinel nakon skladištenja.

Više polarizacije nego pohrane. ZHANG otkriva komparativnu dekompoziciju spektra AC impedancije prije i poslije materijala elektrode, s novim brojem ciklusa, otpor površinskog pasivacijskog sloja se povećao, a kapacitet sučelja je smanjen. Broj ciklusa koji odražava debljinu pasivacijskog sloja dodaje se.

Otapanje mangana i analiza elektrolita rezultiraju stvaranjem pasivacijskog filma, a uvjeti visoke temperature više pogoduju ovim reakcijama. To će uzrokovati neizravni otpor čestica aktivnog materijala i povećanje Li + migracijskog otpora, čime se povećava polarizacija baterije, a punjenje i pražnjenje nije potpuno, a kapacitet je smanjen. II elektrolitička otopina redukcijski mehanizam elektrolit često sadrži nečistoće poput kisika, vode, ugljičnog dioksida, a tijekom procesa punjenja i pražnjenja baterije dolazi do oksidativnih reakcija.

Mehanizam redukcije elektrolita uključuje tri aspekta redukcije otapala, redukcije elektrolita i redukcije nečistoća: 1, redukcija redukcije otapala PC i EC uključuje reakciju elektrona na drugi elektronski reakcijski proces, druga reakcija elektrona tvori Li2CO3: FONG, itd., u prvom Tijekom procesa pražnjenja, potencijal elektrode je blizu 0,8 V (vs.

li/li +), PC / EC stvara elektrokemijsku reakciju na grafitu, proizvodeći CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) i LiCO3 (s), što rezultira nepovratnim gubitkom kapaciteta na grafitnim elektrodama. Aurbach i suradnici za široku paletu mehanizama redukcije elektrolita i njegovih proizvoda na metalnoj litijevoj elektrodi i elektrodi na bazi ugljika, otkrili su da se RocO2Li i propilen javljaju u elektroničkom reakcijskom mehanizmu PC-a. Roco2li je vrlo osjetljiv na vodu u tragovima.

Čvrsti proizvod je Li2CO3 i propilen, ali nema Li2CO3 u kućištu za sušenje. Ein-Eliy je izvijestio da je elektrolit napravljen od dietil karbonata (DEC) i diometilmetana (DMC), reakcijska reakcija se događa u bateriji, i formira se metil karbonat (EMC), te postoji određeni gubitak gubitka kapaciteta. Utjecaj.

Kao što je prikazano na slici 2, općenito se smatra da je reakcija redukcije redukcijskog elektrolita elektrolita uključena u formiranje površine ugljične elektrode, i prema tome, njeni tipovi i koncentracije će utjecati na performanse ugljične elektrode. U nekim slučajevima redukcija elektrolita pridonosi stabilnosti površine ugljika i može formirati željeni pasivacijski sloj. Općenito se vjeruje da je pomoćni elektrolit lakše reducirati nego otapalo, a produkt redukcije uključen u film nataložen negativnom elektrodom i utječe na slabljenje kapaciteta baterije.

Nekoliko reakcija redukcije koje podupiru elektrolite mogu se dogoditi na sljedeći način: 3, sadržaj vode u redukciji nečistoća (1) Sadržaj vode u elektrolitu proizvest će slojeve taloženja LiOH (S) i Li2O, koji ne pogoduju ugrađivanju iona litija, uzrokujući nepovratni gubitak kapaciteta: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 proizvodi LiOH (S) za taloženje površine elektrode, formiranje velikog površinskog filma koji ima veliki otpor, ometa Li + ugrađene grafitne elektrode, što rezultira nepovratnim gubitkom kapaciteta. Srednja voda u otapalu (100-300×10-6) Nema utjecaja na performanse grafitne elektrode. (2) CO2 u otapalu može se reducirati na negativnoj elektrodi u CO i LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO će povećati bateriju u bateriji, dok Li2CO3 (S) povećava otpor baterije povećava učinkovitost baterije.

(3) Prisutnost kisika u otapalu također tvori Li2O jer je razlika potencijala između metalnog litija i ugljika potpuno paralelnog litija mala, a redukcija elektrolita na ugljik slična je redukciji litija. Izvorno 3: Samopražnjenje Samopražnjenje znači da se baterija prirodno gubi u neiskorištenom stanju. Samopražnjenje litij-ionske baterije rezultira u dva slučaja: jedan je reverzibilni gubitak kapaciteta; drugi je gubitak ireverzibilnog kapaciteta.

Reverzibilni gubitak kapaciteta znači da se kapacitet gubitka može nadoknaditi tijekom punjenja, a nepovratni gubitak kapaciteta je poništen, a pozitivna i negativna elektroda mogu se koristiti u upotrebi mikroćelija s elektrolitom u stanju punjenja, a litij ion je ugrađen i napušten, pozitivno i negativno ugrađeno i isključeno. Ugrađeni ioni litija povezani su samo s ionima litija u elektrolitu, pa je stoga kapacitet pozitivne i negativne elektrode neuravnotežen. Ovaj dio gubitka kapaciteta ne može se nadoknaditi tijekom punjenja.

Kao što su: Pozitivna elektroda i otapalo litij mangan oksida mogu stvoriti samopražnjenje uzrokovano samopražnjenjem: molekule otapala (npr. PC) oksidiraju se kao mikrobne stanice na površini vodljivog materijala čađe ili tekuće tekućine: ista, aktivna tvar negativne elektrode Može se samoprazniti iz elektrolitičke otopine u elektrolit, a elektrolit (kao što je LiPF6) se reducira elektrolitom (kao što je LiPF6).

Litijev ion uklanja se s negativne elektrode mikrokontrolera kao negativne elektrode stanja napunjenosti: samopražnjenje Čimbenici: Proizvodni proces materijala pozitivne elektrode, proizvodni proces baterije, svojstva elektrolita, temperatura, vrijeme. Brzina samopražnjenja je strogo kontrolirana brzinom oksidacije otapala, tako da stabilnost otapala utječe na vijek trajanja baterije. Oksidacija otapala događa se na površini čađe, a površina čađe može kontrolirati brzinu samopražnjenja, ali za materijal pozitivne elektrode LIMN2O4, smanjenje površine aktivnog materijala također je čvrsto, a površina kolektora struje suočava se s upotrebom oksidacije otapala ne može se zanemariti.

Struja koju propušta dijafragma baterije također može uzrokovati samopražnjenje u litij-ionskoj bateriji, ali proces je ograničen otporom dijafragme, pri vrlo niskoj stopi, i nema nikakve veze s temperaturom. Uzimajući u obzir da brzina samopražnjenja baterije uvelike ovisi o temperaturi, ovaj proces nije kritičan mehanizam u samopražnjenju. Ako je negativna elektroda u stanju dovoljne električne energije, sadržaj baterije se uništava, što će rezultirati trajnim gubitkom kapaciteta.