Анализа на причината анализа на слабеењето на капацитетот на литиумската батерија

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

Во литиум јонска батерија, балансот на капацитетот се изразува како масен однос на позитивната електрода со негативната електрода, имено:<000000>гама;= m + / m- =δXC- /δYC + горната формула C се однесува на теоретскиот кулон капацитет на електродата,δмалку,δY се однесува на хемиско мерење на јони на литиум вградени во негативна електрода и позитивна електрода. Од горната формула може да се види дека односот на масата на двата пола се потпира на бројот на куломскиот капацитет и неговите соодветни реверзибилни јони на литиум според двата пола. Општо земено, помалиот сооднос на масата предизвикува нецелосна употреба на материјалот на негативните електроди; поголемиот сооднос на масата може да има опасност по безбедноста поради преоптоварувањето на негативната електрода.

Накратко, во најоптимизираниот сооднос на квалитет, перформансите на батеријата се оптимални. Во врска со идеалниот Li-ION батериски систем, во неговиот циклус, количината на содржината не се менува, а почетниот капацитет во секој циклус е одредена вредност, но фактичката ситуација е многу посложена. Секоја несакана реакција што може да се појави или да потроши јони или електрони на литиум може да предизвика промена во балансот на капацитетот на батеријата, штом ќе се случи рамнотежата на капацитетот на батеријата, оваа промена е неповратна и може да се акумулира со повеќе циклуси и се појавуваат перформансите на батеријата.

Сериозно влијание. Покрај тоа, освен задржувањето на оксидацијата на литиум јонот, има голем број на несакани реакции, како што се анализа на електролити, растворање на активната супстанција, таложење на метален литиум итн. Оригинален: преполнување 1, графит негативно преполнување: кога батеријата е преполнета, јонот на литиум лесно се намалува на негативната површина: депонираниот литиум е покриен со негативната површина, блокирајќи го вградувањето на литиум.

Ефикасноста на празнење е намалена и загубата на капацитет, оригиналот: 1 може да се намали со цикличен литиум; 2 депониран метален литиум и растворувач или потпорен електролит за да формираат Li2CO3, LIF или други производи; 3 метален литиум обично се формира помеѓу негативната електрода и дијафрагмата, можеби порите на блокирачката дијафрагма го зголемуваат внатрешниот отпор на батеријата;. Брзото полнење, преголемата густина на струјата, тешката негативна поларизација, таложењето на литиум ќе биде појасно. Оваа ситуација е лесно да се случи во случај на активна негативна електрода.

Меѓутоа, во случај на висока стапка на полнење, таложење на метален литиум може да се случи дури и ако процентот на позитивната и негативната електрода е нормален. 2, позитивната прецизна реакција е премногу ниска кога активниот отпор на позитивната електрода е премногу низок, и лесно се полни. Позитивната транзиција предизвикува губењето на капацитетот да се должи на појавата на електрохемиски инертни супстанции (како што се CO3O4, MN2O3 итн.

), што ја нарушува рамнотежата на капацитетот помеѓу електродите, а губењето на неговиот капацитет е неповратно. (1) liycoo2liycoo2→(1-г) / 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- Реакцијата на литиум манган MnO2 се јавува во состојба каде што литиум манган оксидот е целосно децентриран:λ-Мне2→Mn2O3 + O2 (G) 3, електролитот се оксидира кога електролитот се оксидира кога притисокот е повисок од 4,5 V, а електролитот (на пр.

, Li2CO3) и гасот се оксидираат, а овие нерастворливи материи ќе ги блокираат микропорите на електродата. Миграцијата на литиумските јони предизвикува губење на капацитетот за време на циклусот. Влијае на брзината на оксидација: Видот и големината на површината на спроводливиот агенс (саѓи, итн.

) додадена од материјалот на позитивната електрода со големина на колекторски материјал (саѓи, итн.) во моментално користениот електролитски раствор, EC/DMC се смета дека има највисок капацитет на оксидација. Процесот на електрохемиска оксидација на растворот генерално се изразува како: раствор→Производите на оксидација (гасови, раствори и цврсти материи) + NE-секоја оксидација на растворувач може да ја зголеми концентрацијата на електролитот, стабилноста на електролитот е намалена и капацитетот на батеријата е конечно.

Да претпоставиме дека троши мал дел од електролитот секогаш кога ќе се полни, тогаш повеќе електролит има во составот на батеријата. За константни контејнери, тоа значи дека е натоварена мала количина на активна супстанција, што ќе предизвика намалување на почетниот капацитет. Понатаму, ако се појави цврст производ, на површината на електродата се формира филм за пасивација, што ќе предизвика батеријата да го зголеми излезниот напон на батеријата.

Оригинал 2: Електролит (се враќа) I На анализа на електродата 1 Намалувањето на капацитетот на батеријата, реакцијата на намалување на електролитот во однос на капацитетот на батеријата и циркулирачкиот век негативно ќе влијае, а поради намалувањето на гасот ќе се зголеми батеријата, а со тоа ќе доведе до безбедносни проблеми. Напонот за анализа на позитивната електрода е обично поголем од 4,5 V (поврзан со Li / Li +), така што не е лесно да се анализираат во позитивно.

Наместо тоа, електролитите се повеќе различни за анализа. 2, електролитот се анализира на негативната електрода: електролитот не е богат со графит и други питонски јаглеродни негативи, и лесно е да се реагира ако е неповратен. Анализата на електролитски раствор за време на примарното полнење и празнење ќе формира филм за пасивација на површината на електродата, а филмот за пасивација може да спречи понатамошна анализа на електролитот и јаглерод-негативната електрода.

Така, структурната стабилност на јаглерод-негативната електрода се одржува. Идеално, намалувањето на електролитот е ограничено на фазата на формирање на филмот за пасивација, а процесот повеќе не се случува кога циклусот е стабилен. Намалувањето на формирањето на електролитната сол на филмот за пасивација е вклучено во формирањето на филмот за пасивација, што го олеснува стабилизирањето на филмот за пасивација, но растворениот материјал што се сведува на растворувачот е негативно погоден од производот за намалување на растворувачот; (2) намалување на електролитната сол Концентрацијата на електролитниот раствор беше намалена и конечно предизвика капацитет на батеријата (намалување на LiPF6 за генерирање LIF, LiXPF5-X, PF3O и PF3); (3) Формирањето на филмот за пасивација е да троши јони на литиум, што може да предизвика нерамнотежа на поларниот капацитет.

Целата батерија е намалена. (4) Ако има пукнатина на филмот за пасивација, молекулата на растворувачот може да се префрли за да се задебели филмот за пасивација, што не само што троши повеќе литиум, туку е можно да се блокираат микропорите на површината на јаглеродот, што резултира со тоа што литиумот не може да се вградува и испушта, што резултира со неповратно губење на капацитетот. Додадете некои неоргански адитиви, како што се CO2, N2O, CO, SO2 итн.

, може да го забрза формирањето на филмот за пасивација и може да ја инхибира симболизацијата и анализата на растворувачот, а додавањето на органскиот адитив за круна етер го има истиот ефект, каде што е најдобар 12 круна 4 етер. Фактори на губење на капацитетот за формирање филм: (1) Вид на јаглерод; (2) електролитни состојки; (3) адитиви во електрода или електролит. BLYR верува дека реакцијата на јонска размена напредува од површината на активниот материјал до неговото јадро, формираната нова фаза е закопана, а површината на честичките формира ниска спроводливост на јони и електрони, така што спинелот по складирањето.

Повеќе поларизација отколку складирање. ZHANG го открива компаративното распаѓање на спектарот на импеданса на наизменична струја пред и по материјалот на електродата, со новиот број на циклуси, отпорот на површинскиот слој на пасивација е зголемен, а капацитетот на интерфејсот е намален. Одразот на дебелината на слојот за пасивација се додава со бројот на циклуси.

Распуштањето на манганот и анализата на електролитот резултира со формирање на филм за пасивација, а условите за висока температура се попогодни за овие реакции. Ова ќе предизвика индиректен отпор на честичките на активниот материјал и зголемување на отпорот на миграција на Li +, со што ќе се зголеми поларизацијата на батеријата, а полнењето и празнењето не се целосно, а капацитетот е намален. II механизам за редукција на електролитски раствор, електролитот често содржи нечистотии како што се кислород, вода, јаглерод диоксид и оксидативните реакции се случуваат за време на процесот на полнење и празнење на батеријата.

Механизмот за редукција на електролитот вклучува редукција на растворувач, редукција на електролит и намалување на нечистотијата од три аспекти: 1, намалувањето на редукцијата на растворувачот PC и EC вклучува електронска реакција на вториот процес на електронска реакција, втората електронска реакција формира Li2CO3: FONG итн., Во првиот За време на процесот на празнење, потенцијалот на електродата е блиску до O.8Vv (.

li/li +), PC/EC генерира електрохемиска реакција на графит, произведувајќи CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) и LiCO3 (s), што резултира со неповратно губење на капацитетот на графитните електроди. Aurbach et al за широк спектар на механизми за редукција на електролити и неговите производи на метална литиумска електрода и електрода базирана на јаглерод, откриле дека RocO2Li и пропилен се појавиле во механизмот за електронска реакција на компјутерот. Roco2li е многу чувствителен на вода во трагови.

Тесниот производ е Li2CO3 и пропилен, но нема Li2CO3 во кутијата за сушење. Ein-Eliy објави дека електролит направен од диетил карбонат (DEC) и диометиметан (DMC), реакцијата на реакцијата се случува во батеријата и се формира метил карбонат (EMC) и има одредено губење на губење на капацитетот. Влијание.

2, реакцијата на редукција на редуцирачкиот електролит на електролитот генерално се смета дека е вклучена во формирањето на површината на јаглеродната електрода, и затоа, нивните типови и концентрации ќе влијаат на перформансите на јаглеродната електрода. Во некои случаи, намалувањето на електролитот придонесува за стабилноста на површината на јаглеродот и може да го формира саканиот слој за пасивација. Општо се верува дека потпорниот електролит е полесно да се намали од растворувачот, а внесувањето на производот за редукција во филмската негативна електрода се депонира и влијае на слабеењето на капацитетот на батеријата.

Може да се појават неколку реакции на редукција кои поддржуваат електролити како што следува: 3, содржината на вода во намалувањето на нечистотијата (1) Содржината на вода во електролитот ќе произведе слоеви на таложење LiOH (S) и Li2O, што не е погодно за вградување на литиум јони, предизвикувајќи неповратно губење на капацитетот: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 произведува LiOH (S) за да ја депонира површината на електродата, формирајќи голем површински филм со голем отпор, попречувајќи ги Li + вградените графитни електроди, што резултира со неповратно губење на капацитетот. Средна вода во растворувачот (100-300×10-6) Нема ефект врз перформансите на графитната електрода. (2) CO2 во растворувачот може да се намали на негативната електрода за да формира CO и LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO ќе ја зголеми батеријата во батеријата, додека Li2CO3 (S) ја зголемува отпорноста на батеријата ги зголемува перформансите на батеријата.

(3) Присуството на кислород во растворувачот, исто така, формира Li2O бидејќи потенцијалната разлика помеѓу металниот литиум и јаглеродот на целосно паралелен литиум е мала, а редукцијата на електролитот на јаглеродот е слична на редукцијата на литиумот. Оригинално 3: Само-празнење Само-празнење значи дека батеријата природно се губи во неискористена состојба. Само-празнењето на литиум-јонската батерија резултира во два случаи: едниот е реверзибилно губење на капацитетот; втората е губење на неповратниот капацитет.

Реверзибилното губење на капацитетот значи дека капацитетот на загубата може да се поврати за време на полнењето, а неповратната загуба на капацитет се менува, а позитивната и негативната електрода може да се користат во употреба на микроклетки со електролитот во состојба на полнење, а литиумскиот јон е вграден и напуштен, позитивно и негативно вградување и исклучување. Вградените литиумски јони се поврзани само со јоните на литиум на електролитот и затоа позитивниот и негативниот капацитет на електродата е неурамнотежен. Овој дел од загубата на капацитет не може да се врати при полнење.

Како што се: Позитивната електрода и растворувачот со литиум манган оксид можат да генерираат само-празнење предизвикано од само-празнење: молекулите на растворувачот (на пр. компјутер) се оксидираат како микробни ќелии на површината на спроводлив материјал, саѓи или струја течност: истата, негативна електрода активна супстанција Може да се само-испушта од растворот на електролитот и се намалува со електролитот F6, како што се редуцирани од електролитот F6. електролит (како LiPF6).

Литиумскиот јон се отстранува од негативната електрода на микроконтролерот како негативна електрода на состојбата на полнење: само-празнење Фактори: Процес на производство на материјали од позитивни електроди, процес на производство на батерии, својства на електролит, температура, време. Стапката на само-празнење е строго контролирана со стапката на оксидација на растворувачот, така што стабилноста на растворувачот влијае на животниот век на батеријата. Оксидацијата на растворувачот се јавува во површината на саѓи, а површината на саѓи може да ја контролира стапката на само-празнење, но за материјалот со позитивна електрода LIMN2O4, цврсто се намалува површината на активниот материјал, а тековната површина на колекторот се соочува со употребата на оксидација на растворувач не може да се игнорира.

Струјата протечена од дијафрагмата на батеријата може да предизвика и само-празнење во литиум-јонската батерија, но процесот е ограничен со отпорот на дијафрагмата, со многу мала брзина и нема никаква врска со температурата. Имајќи предвид дека стапката на само-празнење на батеријата силно се потпира на температурата, овој процес не е критичен механизам за самопразнење. Ако негативната електрода е во состојба на доволно електрична енергија, содржината на батеријата се уништува, што ќе резултира со трајно губење на капацитетот.