Литий-иондук батарейкаларды терең анализдөөнүн себептери

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

Литий-иондук батарейканын иштөө мөөнөтүн узартуу менен кеңири колдонулат, литий-иондук батарейканы колдонуу убактысынын узартылышы менен, дөңсөө көйгөйү, коопсуздук көрсөткүчтөрү идеалдуу эмес жана циркуляциянын начарлашы дагы олуттуураак, бул литий батареясынын тереңдигин анализдөөгө жана басууга алып келет. Эксперименталдык изилдөө жана иштеп чыгуу тажрыйбасына ылайык, автор литий батарейкаларынын пайда болуу себептерин эки категорияга бөлөт, бири батареянын калыңдыгынан (экинчиден, электролиттик суюктуктун кычкылдануусунун чоңоюшунан) улам чоңоюу. Ар кандай аккумулятордук системаларда батареянын калыңдыгынын негизги факторлору ар кандай болот.

Мисалы, литий титанат терс электрод батарейка, дөмпөк негизги факторлор барабан болуп саналат; графит терс электрод системасында, уюл калыңдыгынын калыңдыгы жана газ менен камсыз кылуу Актынын дөмпөйүүсү. Биринчиден, электрод уюлдун калыңдыгы литий батарейкаларды колдонууда өзгөрөт, ал эми электрод уюлунун калыңдыгы, өзгөчө графит терс электроддун калыңдыгы өзгөрөт. Колдонгон маалыматтарга ылайык, литий батарейкасы барабанга жакын болгон жогорку температурадагы сактоо жана жүгүртүүдөн өттү, калыңдыгы болжол менен 6% дан 20% га чейин өсөт, мында оң полярдык кеңейүү катышы 4% гана, ал эми терс кеңейүү катышы 20%.

Литий батареясынын калыңдыгынын чоңоюшунун түпкү себеби графиттин маңызына байланыштуу. Терс электрод графит LICX (LIC24, LiC12 жана LIC6, ж.б.) түзөт жана сызыктуу аралык өзгөрөт, натыйжада микроскопиялык ички стресс пайда болот, натыйжада терс электрод кеңейет.

Төмөндөгү сүрөттө графиттин терс электрод пластинкасынын түзүлүшү жана заряды жана разрядынын схемалык структуралык диаграммасы. Графит терс электроддун кеңейиши, негизинен, натыйжасыз кеңейүү менен шартталган. Кеңейтүүнүн бул бөлүгү негизинен бөлүкчөлөрдүн өлчөмү, жабышчаак агент жана уюл барагынын түзүлүшү менен байланыштуу.

Терс электроддун кеңейиши өзөктүн деформацияланышына алып келет, ал эми электрод диафрагманын ортосунда пайда болот, ал эми терс электрод бөлүкчөлөрү микрокракты түзөт, катуу электролит фазасынын интерфейси (SEI) пленкасы бузулуп, рекомбинантты, электролитти керектеп, айлануу көрсөткүчтөрүн жоготот. Терс электрод уюлдарына таасир этүүчү көптөгөн факторлор бар, ал эми чаптаманын табияты жана полярдык барактын структуралык параметрлери эң маанилүү эки. Көбүнчө графит терс электроддо колдонулган чаптама бул SBR, ар кандай жабышчаак ийкемдүү модулу, ар кандай механикалык күч жана плитанын калыңдыгына ар кандай таасир этет.

Финиш каптоодон кийин жылма күчкө батареядагы терс электрод плитасынын калыңдыгы да таасир этет. Ошол эле стресс астында, жабышчаак ийкемдүү модулу чоңураак, уюлдук физикалык текчелер ошончолук азыраак болот, кубаттоодо, Li + кыстаруу, графит тордун кеңейүүсүнө байланыштуу; ошол эле учурда, терс электрод бөлүкчөлөрүнүн жана SBR деформациясынан улам, ички стресс толугу менен бошотулат, терс кеңейүү ылдамдыгы кескин жогорулайт, SBR пластикалык деформация стадиясында турат. Кеңейүү катышынын бул бөлүгү СБРдин серпилгич модулу менен байланыштуу, бул СБРдин серпилгич модулунун жана бекемдигинин чоңураак болушуна, ал эми кайтпас кеңейүүнүн кеңейүүсүнө алып келет.

SBR көлөмү дал келбеген учурда, басым полярдык ролик басылганда ар кандай болот, жана басым айырмасы уюл тарабынан өндүрүлгөн калдык стресс себеп, көбүрөөк калдык стресс, алдын ала физикалык текчелер кеңейүү алып, толук электр жана Бош күч кеңейүү катышы; SBR мазмуну канчалык аз болсо, прокаттын басымы ошончолук азыраак, физикалык текчелер ошончолук азыраак, электр энергиясына чейинки жана бош электрокозиттин кеңейүү катышы ошончолук кичине, терс экспансия өзөктүн деформациясына алып келет, терс таасирин тийгизет. Экинчиден, аккумулятордун газынан келип чыккан көлөмдөгү батареянын ички газды алуусу, батареянын температурасынын цикли, жогорку температура цикли, жогорку температурадагы текчелер болобу, батарейканын томпосуна себеп болгон дагы бир маанилүү себеп болуп саналат, ал ар кандай деңгээлдеги дөңсөөчү газды чыгарат. Учурдагы изилдөөлөрдүн натыйжалары боюнча, электр өзөгүнүн шишигинин маңызы электролиттин ажыроосу менен шартталган.

Электролиттин ажырашынын эки учуру бар, бири электролиттин аралашмасы, мисалы, ным жана металл аралашмалары электролиттик суюктукту ажыратуу үчүн, экинчиси электролиттик суюктуктун өтө төмөн болушу, заряддоо учурунда ажыроого алып келет, ал эми электролитте EC, DEC сыяктуу эриткичтер электрондорду алгандан кийин түзүлөт, гидрокарбон, радикалдар, радикалдар. эфирлер жана CO2 ж. Литий батарейкасын чогултуу аяктагандан кийин, алдын ала аныкталган процессте бир аз өлчөмдө газ пайда болот жана бул газдар сөзсүз болуп, электрдик ядронун кайтарылгыс кубаттуулугун жоготуу булагы деп аталат. Биринчи заряддоо жана разряддоо процессинде электрондор тышкы чынжырдан кийин терс электроддун электролиттик эритмеси менен электролиттик эритмеге жетип, газды түзөт.

Бул процессте графит терс электроддун бетинде СЭИ түзүлөт, СЭИнин калыңдыгы көбөйгөндө электрондор электролиттин үзгүлтүксүз кычкылдануусуна кире албайт. Батареянын иштөө мөөнөтү ичинде электролиттеги же электролиттеги кирлердин же нымдуулуктун себебинен ички газдын көлөмү акырындык менен көбөйөт. электролит болушу олуттуу алып салуу талап кылынат, ал эми нымдуулук көзөмөлдөө катуу эмес.

Электролиттик эритменин өзү катуу эмес жана батареянын пакети сууга катуу киргизилбейт, бурчтук бөлүштүрүү пайда болот жана батареянын ашыкча иштетилиши батареянын газ өндүрүшүн тездетет. Ылдамдык, батареянын иштебей калышына алып келет. Ар кандай системаларда батарейканын өндүрүү көлөмү ар кандай.

Графит терс электрод батареясында газ өндүрүшүнүн себеби негизинен SEI пленкасынын пайда болушуна байланыштуу, батареядагы нымдуулук ашып кеткен жана химиялык агым анормалдуу, пакет начар жана литий титанатта батареянын флюресценттик катышы NCM батарея системасы олуттуураак болушу керек. Электролиттеги кирлерден, нымдуулуктан жана процесстерден тышкары, графит терс электроддун дагы бир айырмасы, литий титанат графит терс электроддун аккумулятору сыяктуу боло албайт, анын бетинде SEI пленкасы пайда болуп, анын Электролиттик реакциясына тоскоол болот. Электролит заряддоо жана разряд учурунда Li4Ti5O12 бети менен ар дайым түздөн-түз байланышта болот, натыйжада Li4Ti5O12 материалынын бетинин үзгүлтүксүз кыскарышына алып келет, бул Li4Ti5o12 батареясынын метеоризминин негизги себеби болушу мүмкүн.

Газдын негизги компоненттери Н2, СО2, СО, СН4, С2Н6, С2Н4, С3Н8 ж.б. Литий титанатын электролитке өзүнчө батырганда СО2 гана түзүлөт жана NCM материалы бар аккумуляторду даярдагандан кийин пайда болгон газдарга H2, CO2, CO жана аз өлчөмдө газ түрүндөгү углеводороддор кирет, ал эми батареядан кийин циклде гана Заряддоо жана разряддоодо H2 түзүлөт, ал эми газдын курамында H50% ашат. Бул H2 жана CO газы заряддоо жана разряд учурунда пайда болоорун көрсөтөт.

LIPF6 электролитте бар: PF5 өтө күчтүү кислота, ал карбонаттын ыдырашына алып келет жана температуранын жогорулашы менен PF5тин көлөмүн көбөйтөт. PF5 CO2, CO жана CXHY газын пайда кылып, электролиттин ажырашына салым кошот. Тиешелүү изилдөөлөргө ылайык, H2 өндүрүшү электролиттеги изи суудан алынат, бирок жалпы электролиттеги суунун мазмуну болжол менен 20 ¡Á 10-6, бул H2 кирешеси үчүн өтө төмөн.

Шанхайдагы Цзяотонг университети Ву Кайдын эксперименти графит / NCM111 үчүн батарея катары колдонулган. Корутундуда Н2 булагы жогорку чыңалуу астында карбонаттын ажыроосу болуп саналат деген жыйынтыкка келген. Учурда литий титанаттын батарейкаларын басуу үчүн үч чечим бар.

, Эритүүчү системасы; үчүнчүдөн, батарея процессинин технологиясын жакшыртуу.