Alasan untuk analisis mendalam baterai ion litium

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

Karena masa pakainya yang tinggi, baterai lithium-ion digunakan secara luas, dengan bertambahnya waktu penggunaan, masalah tonjolan, kinerja keselamatan tidak ideal dan redaman sirkulasi juga lebih serius, yang menyebabkan analisis dan penekanan penelitian kedalaman baterai lithium. Menurut pengalaman penelitian dan pengembangan eksperimental, penulis membagi penyebab baterai lithium menjadi dua kategori, satu adalah tonjolan yang disebabkan oleh ketebalan baterai (kedua, karena tonjolan oksidasi cairan elektrolit). Pada sistem baterai yang berbeda, faktor dominan ketebalan baterai berbeda-beda.

Misalnya, pada baterai elektroda negatif litium titanat, faktor utama yang menyebabkan tonjolan adalah drum; pada sistem elektroda negatif grafit, ketebalan kutub dan tonjolan adalah tindakan suplai gas. Pertama, ketebalan kutub elektroda berubah dalam penggunaan baterai lithium, dan ketebalan kutub elektroda mengalami perubahan ketebalan, terutama elektroda negatif grafit. Berdasarkan data yang ada, baterai lithium telah melewati penyimpanan dan sirkulasi suhu tinggi, yang rentan terhadap penggumpalan, dengan laju pertumbuhan ketebalan sekitar 6% hingga 20%, di mana rasio ekspansi kutub positif hanya 4%, dan rasio ekspansi negatif 20%.

Akar penyebab menonjolnya ketebalan perubahan baterai lithium dipengaruhi oleh esensi grafit. Grafit elektroda negatif membentuk LICX (LIC24, LiC12 dan LIC6, dll.), dan jarak linier berubah, mengakibatkan pembentukan tegangan internal mikroskopis, sehingga mengakibatkan elektroda negatif mengembang.

Gambar di bawah merupakan bagan struktur skematik dari struktur pelat elektrode negatif grafit pada tempat pengisian dan pengosongan muatan. Perluasan elektroda negatif grafit terutama disebabkan oleh perluasan yang tidak efektif. Bagian ekspansi ini terutama terkait dengan struktur ukuran partikel, bahan perekat dan lembaran tiang.

Perluasan elektroda negatif menyebabkan inti berubah bentuk, dan elektroda terbentuk di antara diafragma, dan partikel elektroda negatif membentuk retakan mikro, film antarmuka fase elektrolit padat (SEI) pecah dan rekombinan, mengonsumsi elektrolit, dan merusak kinerja sirkulasi. Ada banyak faktor yang memengaruhi kutub elektroda negatif, dan sifat perekat serta parameter struktural lembaran kutub adalah dua faktor yang paling penting. Perekat yang umum digunakan pada elektroda negatif grafit adalah SBR, modulus elastisitas perekat yang berbeda, kekuatan mekanik yang berbeda, dan efek yang berbeda pada ketebalan pelat.

Kekuatan putaran setelah pelapisan akhir juga dipengaruhi oleh ketebalan pelat elektrode negatif pada baterai. Di bawah tekanan yang sama, semakin besar modulus elastisitas perekat, semakin kecil rak fisik polaritas, saat pengisian, karena penanaman Li +, ekspansi kisi grafit; pada saat yang sama, karena deformasi partikel elektroda negatif dan SBR, tegangan internal dilepaskan sepenuhnya, Membuat laju ekspansi negatif meningkat tajam, SBR berada dalam tahap deformasi plastik. Bagian rasio ekspansi ini terkait dengan modulus elastisitas SBR, yang mengarah pada semakin besar modulus elastisitas dan kekuatan SBR, dan semakin kecil ekspansi ekspansi ireversibel.

Ketika jumlah SBR tidak konsisten, tekanan berbeda ketika rol kutub ditekan, dan perbedaan tekanan menyebabkan tegangan sisa yang dihasilkan oleh kutub, semakin besar tegangan sisa, yang mengarah pada ekspansi rak pra-fisik, rasio ekspansi listrik penuh dan daya kosong; semakin sedikit konten SBR, semakin kecil tekanan penggulungan, semakin sedikit rak fisik, rasio ekspansi pra-listrik dan elektrokositis kosong, semakin kecil ekspansi negatif menyebabkan inti berubah bentuk, memengaruhi negatif Derajat litium adalah laju difusi litium dan Li +, sehingga menghasilkan dampak serius pada kinerja siklus baterai. Kedua, pemasukan gas internal dari baterai massal yang disebabkan oleh gas baterai merupakan alasan penting lainnya yang menyebabkan baterai menggembung, apakah itu siklus suhu baterai, siklus suhu tinggi, penyimpanan suhu tinggi, ia menghasilkan tingkat penggelembungan gas yang berbeda-beda. Menurut hasil penelitian saat ini, hakikat pembengkakan inti listrik disebabkan oleh penguraian elektrolit.

Ada dua kasus penguraian elektrolit, yang pertama adalah ketidakmurnian elektrolit, seperti uap air dan kotoran logam yang menguraikan cairan elektrolit, dan yang kedua adalah terlalu rendahnya cairan elektrolit, yang menyebabkan penguraian selama pengisian, dan dalam elektrolit Pelarut seperti EC, DEC dihasilkan setelah memperoleh elektron, dan akibat langsung dari reaksi radikal bebas adalah hidrokarbon, ester, eter dan CO2, dll. Setelah perakitan baterai lithium selesai, sejumlah kecil gas dihasilkan selama proses yang telah ditentukan sebelumnya, dan gas-gas ini tidak dapat dihindari, dan disebut sebagai sumber kehilangan kapasitas ireversibel inti listrik. Selama proses pengisian dan pengosongan pertama, elektron mencapai larutan elektrolit dengan larutan elektrolit elektroda negatif setelah sirkuit eksternal, membentuk gas.

Dalam proses ini, SEI terbentuk pada permukaan elektroda negatif grafit, dengan bertambahnya ketebalan SEI, elektron tidak dapat menembus oksidasi elektrolit yang berkelanjutan. Selama masa pakai baterai, volume gas internal akan meningkat secara bertahap, karena adanya kotoran atau uap air di dalam elektrolit atau di dalam elektrolit. Kehadiran elektrolit memerlukan pengecualian serius, dan pengendalian kelembaban tidak ketat.

Larutan elektrolit itu sendiri tidak ketat, dan kemasan baterai tidak benar-benar dimasukkan ke dalam air, pengeluaran sudut disebabkan, dan penggunaan baterai yang berlebihan juga akan mempercepat produksi gas pada baterai. Kecepatan, menyebabkan kegagalan baterai. Dalam sistem yang berbeda, jumlah produksi baterai berbeda-beda.

Pada baterai elektroda negatif grafit, penyebab produksi gas terutama disebabkan oleh pembentukan film SEI, kelembaban dalam baterai terlampaui, dan aliran kimia tidak normal, kemasannya buruk, dan rasio floresensi baterai dalam litium titanat. Sistem baterai NCM harus lebih serius. Selain kotoran, kelembaban dan proses dalam elektrolit, perbedaan lain dari elektroda negatif grafit adalah bahwa litium titanat tidak dapat seperti baterai elektroda negatif grafit, membentuk lapisan SEI pada permukaannya, yang menghambat reaksi Elektrolitnya. Elektrolit selalu bersentuhan langsung dengan permukaan Li4Ti5O12 selama pengisian dan pengosongan, mengakibatkan berkurangnya permukaan material Li4Ti5O12 secara terus-menerus, yang mungkin menjadi akar penyebab baterai Li4Ti5O12 kembung.

Komponen utama gas adalah H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, dll. Ketika litium titanat direndam secara terpisah dalam elektrolit, hanya CO2 yang dihasilkan, dan setelah menyiapkan baterai dengan bahan NCM, gas yang dihasilkan meliputi H2, CO2, CO, dan sejumlah kecil hidrokarbon gas, dan setelah baterai, hanya dalam siklus Saat pengisian dan pengosongan, H2 dihasilkan, dan dalam gas yang dihasilkan, kandungan H2 melebihi 50%. Ini menunjukkan bahwa gas H2 dan CO akan dihasilkan selama pengisian dan pengosongan daya.

LIPF6 ada dalam elektrolit: PF5 adalah asam yang sangat kuat, yang mudah menyebabkan dekomposisi karbonat, dan jumlah PF5 meningkat seiring dengan peningkatan suhu. PF5 berkontribusi terhadap dekomposisi elektrolit, menghasilkan gas CO2, CO, dan CXHY. Menurut penelitian yang relevan, produksi H2 berasal dari jejak air dalam elektrolit, tetapi kadar air dalam elektrolit umum sekitar 20 ¡Á 10-6, yang sangat rendah untuk Hasil H2.

Percobaan Wu Kai dari Universitas Jiaotong Shanghai digunakan sebagai baterai untuk grafit / NCM111. Kesimpulannya adalah bahwa sumber H2 adalah hasil penguraian karbonat pada tegangan tinggi. Saat ini, ada tiga solusi untuk menekan baterai lithium titanat.

Sistem pelarut; ketiga, meningkatkan teknologi proses baterai.