Ličio baterijos talpos slopinimo priežasčių analizės analizė

著者：Iflowpower – Provedor de central eléctrica portátil

Ličio jonų akumuliatoriuje talpos balansas išreiškiamas teigiamo elektrodo ir neigiamo elektrodo masės santykiu, būtent:<000000>gama;= m + / m- =δXC- /δYC + viršutinė formulė C nurodo teorinę elektrodo kulono talpą,δmažai,δY reiškia cheminį ličio jonų, įterptų į neigiamą ir teigiamą elektrodą, matavimą. Iš aukščiau pateiktos formulės matyti, kad dviejų polių masių santykis priklauso nuo kulonų talpos skaičiaus ir jo atitinkamų grįžtamųjų ličio jonų pagal du polius. Paprastai mažesnis masės santykis lemia nepilno neigiamo elektrodo medžiagos panaudojimą; didesnis masės santykis gali kelti pavojų saugai, nes neigiamas elektrodas yra perdėtas.

Trumpai tariant, optimaliausiu kokybės santykiu akumuliatoriaus veikimas yra optimalus. Kalbant apie idealią Li-ION akumuliatorių sistemą, jos ciklo laikotarpiu turinio kiekis nesikeičia, o pradinė talpa kiekviename cikle yra tam tikra reikšmė, tačiau tikroji situacija yra daug sudėtingesnė. Bet kokia šalutinė reakcija, kuri gali atsirasti arba sunaudoti ličio jonus ar elektronus, gali sukelti akumuliatoriaus talpos balanso pasikeitimą. Kai tik įvyksta akumuliatoriaus talpos balansas, šis pokytis yra negrįžtamas ir gali būti kaupiamas keliais ciklais, o akumuliatoriaus veikimas įvyksta.

Rimtas poveikis. Be to, išskyrus ličio jonų sulaikymą oksidacijoje, yra daug šalutinių reakcijų, tokių kaip elektrolitų analizė, veikliosios medžiagos tirpimas, metalo ličio nusodinimas ir kt. Originalus: perkrovimas 1, grafito neigiamas perkrovimas: Kai akumuliatorius perkraunamas, ličio jonai lengvai sumažėja neigiamame paviršiuje: nusėdęs litis yra padengtas neigiamu paviršiumi, blokuodamas ličio įsiskverbimą.

Sumažėja iškrovos efektyvumas ir prarandama talpa, originalus: 1 gali būti sumažintas cikliniu ličiu; 2 nusodinamas metalinis litis ir tirpiklis arba atraminis elektrolitas, kad susidarytų Li2CO3, LIF ar kiti produktai; 3 metalinis litis dažniausiai susidaro tarp neigiamo elektrodo ir diafragmos, galbūt Blokuojančios diafragmos poros padidina vidinę akumuliatoriaus varžą;. Greitas įkrovimas, per didelis srovės tankis, stipri neigiama poliarizacija, ličio nusodinimas bus aiškesnis. Ši situacija lengvai susiklosto esant aktyviam neigiamam elektrodui.

Tačiau esant dideliam įkrovimo greičiui, metalo ličio nusėdimas gali įvykti, net jei aktyvių teigiamų ir neigiamų elektrodų santykis yra normalus. 2, teigiama tikslumo reakcija yra per maža, kai teigiamo elektrodo aktyvioji varža yra per maža, ir ją lengva įkrauti. Teigiamas perėjimas sukelia talpos praradimą dėl elektrocheminių inertinių medžiagų (tokių kaip CO3O4, MN2O3 ir kt.)

), kuris sutrikdo talpos pusiausvyrą tarp elektrodų, o jo talpos praradimas yra negrįžtamas. (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 ličio mangano reakcija vyksta tada, kai ličio mangano oksidas yra visiškai decentruotas:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, elektrolitas oksiduojasi, kai elektrolitas oksiduojasi, kai slėgis didesnis nei 4,5V, o elektrolitas (pvz.

, Li2CO3) ir dujos oksiduojasi, o šios netirpios medžiagos užblokuos elektrodo mikroporas. Ličio jonų migracija sukelia pajėgumų praradimą ciklo metu. Poveikis oksidacijos greičiui: laidžiosios medžiagos tipas ir paviršiaus dydis (suodė ir kt.

) pridėjus teigiamo elektrodo medžiagos paviršiaus dydžio kolektoriaus medžiagos (suodė ir kt.) į šiuo metu naudojamą elektrolitinį tirpalą, EC/DMC laikoma didžiausia oksidacijos galia . Tirpalo elektrocheminis oksidacijos procesas paprastai išreiškiamas taip: tirpalas→Oksidacijos produktai (dujos, tirpalai ir kietos medžiagos) + NE - bet koks tirpiklio oksidavimas gali padidinti elektrolito koncentraciją, sumažėja elektrolito stabilumas ir galiausiai sumažėja akumuliatoriaus talpa.

Tarkime, kiekvieną kartą įkraunant sunaudojama nedidelė dalis elektrolito, tada akumuliatoriaus sąrankoje yra daugiau elektrolito. Pastovioms talpykloms tai reiškia, kad įkraunamas nedidelis veikliosios medžiagos kiekis, dėl kurio sumažės pradinė talpa. Be to, jei susidaro kietas produktas, ant elektrodo paviršiaus susidaro pasyvinimo plėvelė, dėl kurios akumuliatorius padidins akumuliatoriaus išėjimo įtampą.

2 originalas: elektrolitas (grįžtantis) I Elektrodų analizė 1 Sumažinus akumuliatoriaus talpą, elektrolito mažinimo reakcija į akumuliatoriaus talpą ir cirkuliuojančią tarnavimo laiką neigiamai paveiks, o dėl sumažėjusio dujų kiekio padidės akumuliatoriaus talpa, todėl kils saugos problemų. Teigiamų elektrodų analizės įtampa paprastai yra didesnė nei 4,5 V (susijusi su Li / Li +), todėl jas nėra lengva analizuoti teigiamai.

Vietoj to, elektrolitų analizė yra įvairesnė. 2, elektrolitas analizuojamas ant neigiamo elektrodo: elektrolite nėra daug grafito ir kitų pithonalinių anglies neigiamų elementų, todėl lengva reaguoti, jei jis yra negrįžtamas. Elektrolitinio tirpalo analizė pirminio įkrovimo ir iškrovimo metu sudarys pasyvavimo plėvelę ant elektrodo paviršiaus, o pasyvavimo plėvelė gali užkirsti kelią tolesnei elektrolito ir anglies neigiamo elektrodo analizei.

Taigi išlaikomas anglies neigiamo elektrodo struktūrinis stabilumas. Idealiu atveju elektrolito redukcija apsiriboja pasyvinimo plėvelės susidarymo stadija, o procesas nebevyksta, kai ciklas yra stabilus. Pasyvinimo plėvelės elektrolito druskos susidarymo mažinimas yra susijęs su pasyvinimo plėvelės susidarymu, o tai palengvina pasyvavimo plėvelės stabilizavimą, tačiau ištirpusią medžiagą, kuri redukuojama į tirpiklį, neigiamai veikia tirpiklio redukcijos produktas; (2) elektrolitų druskų mažinimas Elektrolitinio tirpalo koncentracija buvo sumažinta ir galiausiai sukėlė akumuliatoriaus talpą (LiPF6 sumažinimas, kad susidarytų LIF, LiXPF5-X, PF3O ir PF3); (3) Formuojant pasyvavimo plėvelę, sunaudojami ličio jonai, dėl kurių gali sutrikti polinė talpa.

Sumažėja visa baterija. (4) Jei pasyvinimo plėvelėje yra įtrūkimų, tirpiklio molekulė gali būti perkelta, kad pasyvinimo plėvelė sutirštėtų, o tai ne tik sunaudoja daugiau ličio, bet ir gali užblokuoti mikroporas ant anglies paviršiaus, todėl ličio negalima įterpti ir išsikrauti. Dėl to prarandama negrįžtama talpa. Įpilkite kai kurių neorganinių priedų, tokių kaip CO2, N2O, CO, SO2 ir kt.

, gali pagreitinti pasyvinimo plėvelės susidarymą ir slopinti tirpiklio simbolizavimą bei analizę, o karūninio eterio organinio priedo pridėjimas turi tą patį poveikį, kai 12 karūnos 4 eteris yra geriausias. Plėvelės formavimo pajėgumo praradimo veiksniai: (1) Anglies rūšis; (2) elektrolitų sudedamosios dalys; (3) priedai elektrode arba elektrolite. BLYR mano, kad jonų mainų reakcija iš aktyviosios medžiagos paviršiaus pereina į jos šerdį, susidariusi nauja fazė yra palaidota, o dalelių paviršiuje susidaro mažas jonų ir elektronų laidumas, todėl spinelis po saugojimo.

Daugiau poliarizacijos nei saugojimas. ZHANG atranda lyginamąjį kintamosios srovės impedanso spektro skaidymą prieš ir po elektrodo medžiagos, su nauju ciklų skaičiumi, padidėjo paviršiaus pasyvavimo sluoksnio atsparumas ir sumažėja sąsajos talpa. Pasyvavimo sluoksnio storis atspindintis pridedamas prie ciklų skaičiaus.

Tirpus manganą ir analizuojant elektrolitą susidaro pasyvinimo plėvelė, o aukštos temperatūros sąlygos yra palankesnės šioms reakcijoms. Tai sukels netiesioginį aktyviosios medžiagos dalelių pasipriešinimą ir padidins Li + migracijos pasipriešinimą, taip padidindamas akumuliatoriaus poliarizaciją, o įkrovimas ir iškrovimas nebus baigtas, o talpa sumažėja. II elektrolitinio tirpalo reduktoriaus mechanizmo elektrolite dažnai yra priemaišų, tokių kaip deguonis, vanduo, anglies dioksidas, o akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo metu vyksta oksidacinės reakcijos.

Elektrolito redukcijos mechanizmas apima redukciją tirpikliu, elektrolitų redukciją ir priemaišų redukciją: 1, redukcijos tirpikliu PC ir EC redukcija apima elektronų reakciją į antrąjį elektroninės reakcijos procesą, antroji elektronų reakcija sudaro Li2CO3: FONG ir kt., Pirmajame Iškrovos proceso metu elektrodo potencialas yra artimas O,8 V

li/li +), PC/EC generuoja elektrocheminę reakciją ant grafito, gaminant CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) ir LiCO3 (s) , dėl to negrįžtamai prarandama grafito elektrodų talpa. Aurbach ir kt., tirdami įvairius elektrolitų mažinimo mechanizmus ir jo gaminius ant metalinio ličio elektrodo ir anglies pagrindu pagaminto elektrodo, nustatė, kad RocO2Li ir propilenas atsirado elektroniniame kompiuterio reakcijos mechanizme. Roco2li yra labai jautrus vandens pėdsakams.

Sandarus produktas yra Li2CO3 ir propilenas, tačiau džiovinimo dėžėje nėra Li2CO3. Ein-Eliy pranešė, kad elektrolitas, pagamintas iš dietilo karbonato (DEC) ir diometimetano (DMC), reakcija vyksta akumuliatoriuje ir susidaro metilo karbonatas (EMC), todėl prarandama tam tikra talpa. Poveikis.

2, paprastai manoma, kad elektrolito redukcijos elektrolito redukcijos reakcija dalyvauja formuojant anglies elektrodo paviršių, todėl jų tipai ir koncentracijos turės įtakos anglies elektrodo veikimui. Kai kuriais atvejais elektrolito mažinimas prisideda prie anglies paviršiaus stabilumo ir gali sudaryti norimą pasyvavimo sluoksnį. Paprastai manoma, kad atraminį elektrolitą lengviau redukuoti nei tirpiklį, o redukcijos produkto įtraukimas į neigiamą elektrodą nusodintą plėvelę ir turi įtakos akumuliatoriaus talpos susilpnėjimui.

Gali įvykti kelios redukcijos reakcijos, palaikančios elektrolitus: 3, vandens kiekis priemaišų redukcijoje (1) dėl vandens kiekio elektrolite susidarys LiOH (S) ir Li2O nusodinimo sluoksniai, o tai nėra palanki ličio jonų įsiskverbimui ir dėl to negrįžtamai prarandama talpa: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 gamina LiOH (S), kad nusodintų elektrodo paviršių, suformuotų didelę paviršiaus plėvelę, turinčią didelę varžą, trukdančią Li + įterptiems grafito elektrodams, todėl negrįžtamai prarandama talpa. Vidutinis vanduo tirpiklyje (100300×10-6) Nėra jokios įtakos grafito elektrodo veikimui. (2) CO2 tirpiklyje gali būti sumažintas ant neigiamo elektrodo, kad susidarytų CO ir LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO padidins baterijos talpą, o Li2CO3 (S) padidins akumuliatoriaus varžą ir padidins akumuliatoriaus veikimą.

(3) Deguonies buvimas tirpiklyje taip pat sudaro Li2O, nes potencialų skirtumas tarp metalo ličio ir visiškai lygiagrečio ličio anglies yra mažas, o elektrolito redukcija ant anglies yra panaši į ličio redukciją. Iš pradžių 3: savaiminio išsikrovimo savaiminis išsikrovimas reiškia, kad akumuliatorius natūraliai prarandamas nenaudojamas. Ličio jonų akumuliatoriaus savaiminis išsikrovimas pasireiškia dviem atvejais: vienas yra grįžtamasis talpos praradimas; antrasis – negrįžtamo pajėgumo praradimas.

Grįžtamasis talpos praradimas reiškia, kad įkrovimo metu prarastą talpą galima atkurti, o negrįžtamą talpos praradimą pakeisti, teigiamą ir neigiamą elektrodą galima naudoti naudojant mikroelementus, kai elektrolitas yra įkrovimo būsenoje, o ličio jonai yra įterpti ir apleisti, teigiamas ir neigiamas įterpimas ir išjungtas. Įterpti ličio jonai yra susiję tik su elektrolito ličio jonais, todėl teigiamo ir neigiamo elektrodo talpa yra nesubalansuota. Įkrovimo metu ši prarandamo pajėgumo dalis negali būti susigrąžinta.

Tokie kaip: Ličio mangano oksido teigiamas elektrodas ir tirpiklis gali sukelti savaiminę iškrovą, kurią sukelia savaiminė iškrova: tirpiklio molekulės (pvz., PC) oksiduojasi kaip mikrobinės ląstelės ant laidžios medžiagos paviršiaus suodžiai arba srovės skystis: ta pati, neigiama elektrodo veiklioji medžiaga Jis gali būti savaime išsikraunamas iš elektrolitinio tirpalo į elektrolitą, pvz., elektrolitą (elektrolitą). (pvz., LiPF6).

Ličio jonas pašalinamas iš neigiamo mikrovaldiklio elektrodo kaip neigiamas įkrovimo būsenos elektrodas: savaiminio išsikrovimo veiksniai: Teigiamų elektrodų medžiagų gamybos procesas, akumuliatoriaus gamybos procesas, elektrolito savybės, temperatūra, laikas. Savaiminio išsikrovimo greitis yra griežtai kontroliuojamas tirpiklio oksidacijos greičio, todėl tirpiklio stabilumas turi įtakos akumuliatoriaus laikymo trukmei. Tirpiklis oksiduojasi suodžių paviršiuje, o suodžių paviršiaus plotas gali kontroliuoti savaiminio išsikrovimo greitį, tačiau LIMN2O4 teigiamo elektrodo medžiagos atveju aktyviosios medžiagos paviršiaus plotas taip pat yra sandarus, o srovės kolektoriaus paviršius susiduria su tirpiklio oksidacijos naudojimu.

Akumuliatoriaus diafragmos nutekėjusi srovė taip pat gali sukelti ličio jonų akumuliatoriaus savaiminį išsikrovimą, tačiau procesą riboja diafragmos pasipriešinimas labai mažu greičiu ir jis neturi nieko bendra su temperatūra. Atsižvelgiant į tai, kad akumuliatoriaus savaiminio išsikrovimo greitis labai priklauso nuo temperatūros, šis procesas nėra esminis savaiminio išsikrovimo mechanizmas. Jei neigiamas elektrodas yra pakankamai įkrautas, baterijos turinys sunaikinamas, o tai sukels nuolatinį talpos praradimą.