Анализа на CATL фосфат за полнење литиумска батерија со висока температура слабеење на перформансите на складирање причина

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Catlcatl ја користи својата комерцијална литиум фосфатна јонска батерија за да ги истражи причините за губење на капацитетот за складирање во електричен простор, 60 ° C. Механизам за слабеење на капацитетот на батеријата од системот за ниво на батерија и столб со физичка карактеризација и електрохемиска евалуација на перформансите. I.

Експериментални процесни експерименти користејќи CATL производство на квадратна фосфатна јонска батерија со 86AH. Батеријата е материјал со позитивна електрода во LifePO4, графитот е материјал од негативна електрода, користејќи полиетиленски сепаратор и електролит LiPF6. Изберете 20 батерии блиску до истата серија и електрични перформанси за складирање, тестирајте ги електричните перформанси на батеријата.

100% SOC батерија 60 ° C се чува во преса помеѓу 2,50 и 3,65 V, празнење од 0.

Зголемување 5C - циклус на полнење. Потоа, целосната батерија на полнење се чува на 60 ° C. Таквите повтори, снимање на капацитет слабеење процес на батеријата.

За време на секое тестирање на капацитетот, се тестира DC внатрешниот отпор (DCR) на батеријата 5C / 30S. Понесете ја батеријата низ различни времиња на складирање и во целосно испразнета состојба, расклопена во кутија за ракавици за гас AR. Користете електронски микроскоп за скенирање на емисии на поле за да ја набљудувате поларната морфологија, користете специфичен анализатор на површината за тестирање на специфичната површина.

Во кутијата за ракавици, парчето електрода е запечатено со проѕирна лента, а материјалот на електродата се анализира со помош на рендгенски дифрактометар. Поларното парче по распуштањето на батеријата е работната електрода, литиумскиот лист е контра-електродата и е опремен во батерија со тока CR2032 и електрохемиските својства на јин и долната плоча. Спектарот на електрохемиска импеданса на батерија со тока со електрохемиска работна станица.

Анализа на елементарната содржина на листот на електродата со помош на индуктивен спрегачки спектрометар за емисија на плазма. Второ, за резултатите што се дискутирани 1. Анализа на перформансите на батеријата Слика 1 е слабеење на капацитетот на батеријата и перформанси на полнење и празнење.

Со продолжување на времето за складирање, капацитетот на батеријата постепено се распаѓа. Кога времето на складирање достигне 575d, слабеењето на капацитетот на батеријата е 85,8% од почетниот капацитет.

Батеријата се полни и испразнува на 0,02 C, а кривата на средна напон на батеријата содржи литиумски јони вградени од мноштвото платформи предизвикани од графитот, што покажува дека зголемувањето од 0,02c е доставено до структурата на графит во структурата на графитот за време на процесот на литиум.

Доволно е. , Ефикасно елиминирајте ги ефектите од поларизацијата на циклусите. Слика 1 Слабеењето на капацитетот на батеријата и перформансите на полнење и празнење се споредуваат со 0.

5 зголемување, односот на полнење и празнење е намален на 0,02c, што може само да го зголеми односот на задржување на капацитетот на батериите за складирање 181 и 575d на 0,8% и 1.

4%. Затоа, слабеењето на капацитетот на батеријата предизвикано од долгорочно складирање на високи температури е неповратно слабеење на капацитетот. Дополнително, се прикажува дека амплитудата на DC внатрешниот отпор на батеријата се зголемува и не е значајна, што исто така покажува дека внатрешната поларизација на батеријата не е важна причина за неповратното слабеење на капацитетот на календарската батерија за складирање.

2. Анализа на механизмот за слабеење на капацитетот на батеријата За да се анализира изворот на капацитетот на батеријата, батеријата се полни до 100% SOC или се испразнува до 100% DOD по зголемување од 1C. Анализа на демонтираниот столб за да се испитаат ефектите од складирањето на висока температура врз структурата, елементарниот состав и електрохемиските својства на јинот и инфериорниот активен материјал.

Анализата на потопување на различни катоди на батерија за време на складирање на висока температура се лизга во 100% DOD XRD карта. Во споредба со XRD стандардниот спектар на LifePO4 и FEPO4, сите дифракциони врвови на поларниот слајд одговараат, без разновидна фаза. Слика 2 XRD спектар на катодата на батеријата со различни времиња на складирање Електрохемиските својства на листот на задната електрода со висока температура ги намалуваат различните времиња на складирање на 100% SOC, во кои електродата се користи како работна електрода Тест за батерија, полнење и празнење со 0.

Зголемување 1C. Првиот сооднос на празнење на катодната активна супстанција на различни батерии за време на складирање е повисок од 155 mAh / g, а специфичниот капацитет на катодната активна супстанција без батерија за складирање е блиску до складирањето на структурата LIFEPO4 без очигледни оштетувања. Постојаното напонско полнење на батеријата на бравата на Слика 3 (в) е малку додадено, но вкупната количина на полнење е сè уште блиску до специфичниот капацитет на катодната активна супстанција без батерија за складирање.

Поларизацијата на катодата на батеријата по 575D е зголемена, но капацитетот за складирање на литиум на катодниот материјал не е засегнат, а таложењето на производот за распаѓање на електролитот во складираната процедура може да биде поврзано. Сл. 3 е батерија со тока во која кривата на полнење и празнење на батеријата со тока е составена од внатрешна електрода на нерешена батерија е од 181 и 575d, соодветно, со 335.

6 и 327,1 mAh / g, соодветно, соодветно. Батеријата на бравата на складираната анода на батеријата е превртена на 0.

8% и 3,0%, што покажува дека високотемпературното складирање на литиум графитот е исто така многу мало. За безбедноста на батеријата, вкупната количина на анода во целата батерија обично надминува 10% од вкупниот вкупен капацитет на катодата, така што слабеењето на неповратниот капацитет на анодата предизвикано од складирање на висока температура не влијае на капацитетот на целата батерија.

Складирање 181 и 575D Анодата е првиот сооднос на полнење капацитет од незапирливата количина од 90,4% и 84,5% од првиот однос на полнење на анодата, соодветно, а стапката на задржување на капацитетот на вистинската батерија е блиска.

Затоа, важната причина за слабеењето на капацитетот на батеријата е губењето на активните литиумски јони во сите батерии. Накратко, складирањето на висока температура нема значително да влијае на деинтеркалирањето на LIFEPO4 и графитните електроди. 100% DOD батерија за складирање на висока температура Катодата на пелето е присуството, причината за количината на литиум јон способна да ја прими анодата не е значајна промена во способноста за делатично менување на материјалот на активниот електрода, туку поради батеријата во батеријата.

Бројот на јони станува помал. Активниот литиумски јон во батеријата се троши од интерфејсот на електродата / електролитот на интерфејсот електрода / електролит, а основната причина за активната загуба на литиум јони помага да се продлабочи свеста за механизмот на губење на капацитетот за складирање. Поларна микропатолошка анализа на честичките LifePO4 во катодата во катодата, големината на честичката е околу 200 nm; по складирање 181D, големината на празнината помеѓу честичките LIFEPO4 не е значително променета; по складирањето 575D, јазот помеѓу честичките е значително намален.

Во графитната анода, како што се зголемува времето на складирање, се менува и количината на страничен реактивен производ [Сл. 4 (г), (д), (ѓ)]. Суб-реактивниот производ во процедурата за складирање на висока температура се депонира во столбот, а морфологијата на столбот се менува.

Со цел да се карактеризира влијанието на под-реакцијата на гореспоменатото активно губење на литиум јони, содржината на Li во јинот и машкиот елемент дополнително се анализира за да се проучи основната причина за активната загуба на литиум јони. Слика 4 Морфолошката табела 1 на столбот на батеријата е резултат од ICP-OES тест од 100% SOC батерија јин анода. Промената на содржината на Li во катодата не е очигледна.

Содржината на LI на анодата исто така се одржува на исто ниво, така што вкупната количина на интензитетот на јин и постариот пол LI во различни батерии за време на складирање е суштински непроменета. Табела 1 Различно време на складирање батерии (100% SOC) Содржина на поларни елементи Бидејќи катодниот лист на батеријата од 100% SOC содржи многу ниско ниво, загубата на активниот литиум јон е важно да се депонира во анодата. Во складиштето со висока температура од 100% SOC, анодата е во состојба во која потиумот е во состојба во која потенцијалот е многу низок, а електролитот лесно реагира на неговата површина и се трошат јони на литиум и странични реактивни производи што содржат литиум.

За да се одреди составот на површината на растворливиот литиум на анодата, се титрира демонтажата на 100% DOD батеријата, а резултатите се прикажани во Табела 2. Табела 2100% DOD батерија Литиум растворлив во анодна ја сочинува површината на анодата во карбонатна морфологија, која се зголемува како што се продолжува времето на складирање (види Табела 2), што покажува дека процесот на складирање на батеријата произведува голем број компоненти на неорганска литиумска сол. Неорганската сол е важен производ на реакцијата на редукција на растворувачите, која е предизвикана од голема количина на распаѓање на електролитот за време на складирањето на батериите.

Динамика на реакција на електроди Електрохемиска издувна спектроскопија (види слика 5), иако катодниот RCT се зголемува со времето на складирање на висока температура [Сл. 5 (а)], но катодниот RCT е помал, внатрешниот отпор на батеријата е исто така мал. Анодна EIS [Сл.

5 (б)] RSEi не е очигледен со времето на складирање, но RCT се продолжува со времето на складирање. Поради таложење на производот од под-реакција на електролит при складирање на висока температура, соодносот на анодата се намалува со времето на складирање, а специфичната површина на анодата од 0, 181 и 575d батерија е 3,42, 2.

97 и 1,84cm2 / g. Површинскиот однос на анодата ја намалува активноста на електрохемиската реакција што се јавува на површината на анодата, што резултира со зголемување на отпорноста на пренос на полнеж RCT на површината на анодата / електролитот.

Сл. 5 е опишан во спектарот на електрохемиска импеданса на батеријата на бравата. За време на процесот на складирање на висока температура, анодата на литиумската состојба е во состојба со низок потенцијал, а реакцијата на редукција на електролитот троши активни литиумски јони и на крајот генерира неорганска литиумска сол; висока температура додадена електролиза Брзина на реакција на намалување на течноста, овозможувајќи голема количина на литиум јон (Слика 6).

Понатаму, на анодна страна реактивен производ депозити, SEI филмот е задебелена, што резултира со влошување на електродата кинетичка перформанси. Слика 6, е прикажана машината за слабеење на капацитетот за складирање. 3.

Перформансите на складирање на батеријата на висока температура Подобрени поради губење на капацитетот во процесот на складирање на висока температура на батеријата важна загуба на литиум јони предизвикана од странични реакции од површината на анодата, бидејќи додавањето на термички стабилизирачки адитиви на SEI филм (ASR) може да ја подобри стабилноста на високата температура на SEI филмот, да ја намали страничната реактивност на површината на анодата, да ја намали активната загуба на литиум. Слика 7. По додавањето на 1% ASR, односот на задржување на капацитетот 575D се зголеми од 85.

8% до 87,5% [Слика 7 (а)]. Стапката на тркалање DCR е значително помала од онаа на основниот електролит, а содржината на соединението што содржи литиум растворливо во анодна исто така е намалено (Табела 3).

DSC анализата се изведува на 100% SOC батерија анода [Сл. 7 (б)], апсорпцијата на топлина е максимум под 100 ° C за резидуален растворувач. Табела 3. по додавањето на ASR, температурата на распаѓање се зголемува на 101 ° C.

По додавањето на ASR, термичката стабилност на SEI е значително подобрена, а загубата на активни литиумски јони може ефикасно да се намали и да се подобри животниот век на складирање на батеријата. Трето, конечниот заклучок ги анализира електрохемиските својства, поларната физика и електрохемиските својства на комерцијализираните фосфатни јонски батерии за складирање на висока температура и откри дека загубата на капацитетот на батеријата при складирање на висока температура е важна од електролит за редукција на анодата при низок потенцијал. , што резултира со активна загуба на литиум јони.

Суб-реактивниот производ на електролитот за редукција на анодата се депонира во анода, а неорганската компонента во депозитот ја попречува дифузијата на литиум јони, така што кинетиката на реакцијата на анодата се намалува. Со додавање на термостабилноста на SEI мембраната во електролитот за ефикасно подобрување на термичката стабилност на SEI филмот, намалување на реакцијата на редукција на електролитот, намалување на потрошувачката на активни литиум јони и подобрување на животниот век на складирање на високи температури.