리튬이온전지의 작동원리 및 감쇠원인

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리튬이온 전지는 카드뮴 전지, 수소-니켈 전지 다음으로 가장 빠른 2차 전지이다. 모든 사용자들은 리튬 배터리가 일정 기간 사용 후 용량이 줄어든다는 것을 알아야 합니다. 이 글에서는 리튬 이온 배터리의 작동 원리와 용량 감소에 대한 가능한 이유를 요약하고 분석하여 여러분에게 도움이 되기를 바랍니다.

리튬 이온 배터리의 작동 원리 리튬 이온 배터리는 주로 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하여 작동하는 2차 전지(충전식 배터리)입니다. 충전과 방전 과정에서 Li+는 두 전극 사이에 삽입되고 방출됩니다. 충전 시, Li+는 양극에서 빠져나가고 전해질은 음극에 묻혀 음극은 리튬 상태가 됩니다. 방전은 반대입니다. 리튬 배터리의 방전은 화학적 산화 반응을 기반으로 합니다.

방전이 일어난다는 것은 우리가 배터리를 사용하여 전력을 소비할 때, 배터리의 양극은 리튬 이온을, 음극은 리튬 이온을 함유하게 됩니다. 충전할 때는 그 반대입니다. 그는 배터리가 전기를 생성할 수 있도록 특정 양의 전압을 형성하기 위해 특정 전압을 사용합니다.

충전과 방전 사이클 동안 리튬 이온(Li)은 전기 에너지의 운반체 역할을 하며, 양극 → 음극 → 양극과 음극 물질로부터 양극으로 이동하고, 화학 에너지와 전기 에너지를 서로 변환합니다. 전하의 전달을 구현하는 것이 "리튬 이온 배터리"의 기본 원리입니다. 전해질, 절연막 등으로 인해

전자 절연체이므로 이 순환은 양극과 음극 사이를 앞뒤로 이동하지 않으며 전극의 화학 반응에만 참여합니다. 리튬전지의 용량이 감소하는 원인은 카드뮴전지, 수소니켈전지에 이어 2차전지 중 용량이 가장 빨리 감소하기 때문이다. 리튬이온전지의 응용은 충전 및 방전 사이클의 안정성에 크게 좌우되며, 기타 2차전지, 리튬이온전지의 사이클 중에는 불가피하게 충전 및 방전 사이클의 안정성이 요구된다.

1 구성성분의 구성 구성 요소의 변환은 쉽게 상 전이 및 물리적 상 구조의 변화로 이어질 수 있습니다. 전극물질의 상전이는 격자 매개변수 및 격자 부정합의 변화를 초래하여 유도응력을 발생시키고, 결정립의 파쇄를 유발하며, 균열 전파를 유발하여 재료의 구조에 기계적 손상을 초래하고, 이로 인해 전기화학적 성능이 감쇠됩니다.

2. 음극재료 구조에 일반적으로 사용되는 음극재료는 탄소재료, 리튬티타네이트 등이며, 본 논문에서는 대표적인 음극흑연을 분석하였다.

리튬 배터리 용량의 감소는 처음으로 발생하며, 이 단계에서는 음극 표면에 SEI가 형성되어 리튬 이온의 일부를 소모합니다. 리튬 배터리를 사용함에 따라 흑연 구조의 변화로 인해 배터리 용량이 감소할 수도 있습니다. 흑연의 형태는 유지되지만, (002) 결정 표면의 절반이 크기 때문에 C축 방향의 결정립 크기가 작아지고, 결정구조의 변화로 인해 탄소소재에 균열이 발생하고, 이로 인해 음극 표면이 파괴된다.

이 필름은 SEI 필름의 수리를 촉진하고, SEI 필름의 과도한 성장은 활성 리튬을 소모하여 리튬 배터리의 비가역적 용량 감소를 유발합니다. 3. 전해질은 주로 용매, 전해질, 첨가제의 세 부분으로 구성됩니다.

용매의 분해, 전해질의 분해로 인해 리튬 배터리의 용량이 감소할 수 있습니다. 전해질의 분해 및 부반응은 리튬 전지 용량 감소의 주요 요인입니다. 양극 및 음극 재료에 관계없이, 어떤 공정을 거치든 리튬 배터리 순환과 함께 전해액의 분해, 그리고 일반 전극 재료와 음극 재료 사이의 계면 반응으로 인해 용량이 감소할 수 있습니다.

4, 양극 활성이 음극 활성에 비해 너무 낮으면 양극 정밀도 반응이 너무 낮아 충전되기 쉽습니다. 리튬 전지의 양극 전환은 전기화학적 불활성 물질(예: CO3O4, MN2O3 등)이 생성되어 전극 간의 용량 균형이 파괴되어 용량 손실이 발생하며, 이로 인한 용량 손실은 돌이킬 수 없습니다.

5, 양극 활물질의 불안정성은 충전 시 양극 활물질이 불안정하여 전해질 반응과 반응한다. 양극재료의 불안정 요인, 양극재료의 구조적 결함, 카본블랙 함량, 충전 전위가 너무 높은 것 등이 영향을 미치며, 그중에서도 양극재료 구조적 결함이 비중이 큰 요인이다. 리튬 배터리의 사용 가능한 면적이 줄어들면서 충전 에너지가 낮아지고 충전 시간도 점차 짧아집니다.

대부분의 경우, 리튬 배터리의 용량은 사이클과 노화로 인해 선형적으로 감소합니다. 6. 보관 온도, 충전 및 방전 주기가 리튬 배터리 용량 감소의 유일한 이유는 아니며, 고온의 리튬 배터리도 용량 감소를 일으킬 수 있습니다.

완전히 충전된 리튬 배터리는 1년 동안 사용하지 않을 경우 40°C(104°F)에서 용량이 35% 감소합니다. 초고속 충전도 배터리에 해로워 배터리 수명을 단축시킵니다. 이는 모노머 리튬 배터리에서 매우 명백하게 드러납니다. 리튬 배터리 팩은 에너지 밀도가 더 높지만 셀 배터리의 차이로 인해 특히 미묘합니다.

리튬 배터리는 종종 용량 감쇠와 최종 수명을 계산해야 합니다. 용량이 80%까지 감소하면 배터리 팩을 교체해야 하며, 리튬 배터리 팩의 최종 수명 한계는 응용 프로그램, 사용자의 선호도 및 회사의 보증에 따라 달라야 합니다.