Лити ион батерейны гүнд дүн шинжилгээ хийх шалтгаанууд

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Лити-ион батерейг өндөр ашиглалтын хугацаатай тул өргөнөөр ашигладаг бөгөөд ашиглалтын хугацаа уртасч, товойх, аюулгүй ажиллагааны гүйцэтгэл хангалтгүй, эргэлтийн сулрал нь илүү ноцтой тул лити батерейны гүнд дүн шинжилгээ хийж, дарангуйлдаг. Туршилтын судалгаа, хөгжүүлэлтийн туршлагаас үзэхэд зохиогч литийн батерейны шалтгааныг хоёр төрөлд хуваадаг бөгөөд нэг нь зайны зузаанаас үүдэлтэй товойсон (хоёрдугаарт, электролитийн шингэний исэлдэлтээс үүдэлтэй) юм. Зайны янз бүрийн системд батерейны зузааныг давамгайлах хүчин зүйлүүд өөр өөр байдаг.

Жишээлбэл, лити титанатын сөрөг электродын батерейнд товойх гол хүчин зүйлүүд нь хүрд юм; бал чулуу сөрөг электродын системд туйлын зузаан, хийн хангамжийн товойсон зузаан. Нэгдүгээрт, литийн батерейг ашиглах үед электродын туйлын зузаан өөрчлөгдөж, электродын туйлын зузаан, ялангуяа графит сөрөг электродын зузаан өөрчлөгддөг. Одоо байгаа мэдээллээс үзэхэд лити батерей нь өндөр температурт хадгалалт, эргэлтийг давсан бөгөөд бөмбөр цохиход өртөмтгий, зузаан нь ойролцоогоор 6% -иас 20% хүртэл өсөхөд эерэг туйлын тэлэлтийн харьцаа ердөө 4%, сөрөг тэлэлтийн харьцаа 20% байна.

Литиум батерейны зузааны товойсон үндсэн шалтгаан нь бал чулууны мөн чанарт нөлөөлдөг. Сөрөг электродын бал чулуу нь LICX (LIC24, LiC12 ба LIC6 гэх мэт) үүсгэдэг ба шугаман зай өөрчлөгдөж, улмаар микроскопийн дотоод стресс үүсч, сөрөг электрод Expand үүсдэг.

Доорх зураг нь графит сөрөг электродын хавтангийн байрлал ба цэнэг ба цэнэгийн бүтцийн бүдүүвч диаграмм юм. Бал чулуу сөрөг электродын тэлэлт нь голчлон үр дүнгүй өргөтгөлөөс үүдэлтэй. Өргөтгөлийн энэ хэсэг нь голчлон ширхэгийн хэмжээ, наалдамхай бодис, туйлын хуудасны бүтэцтэй холбоотой байдаг.

Сөрөг электродын тэлэлт нь цөмийг деформацид хүргэдэг ба электрод нь диафрагмын хооронд үүсдэг ба сөрөг электродын хэсгүүд нь бичил хагарал үүсгэдэг, хатуу электролитийн фазын интерфэйс (SEI) хальс нь эвдэрч, рекомбинант болж, электролитийг зарцуулж, эргэлтийн гүйцэтгэлийг бууруулдаг. Сөрөг электродын туйлуудад нөлөөлдөг олон хүчин зүйл байдаг бөгөөд цавууны шинж чанар, туйлын хуудасны бүтцийн параметрүүд нь хамгийн чухал хоёр юм. Бал чулуу сөрөг электродуудад түгээмэл хэрэглэгддэг цавуу нь SBR, өөр өөр наалдамхай уян модуль, өөр өөр механик хүч чадал, хавтангийн зузаан дээр өөр өөр нөлөө үзүүлдэг.

Өнгөлгөөний дараа гулсмал хүч нь зай дахь сөрөг электродын хавтангийн зузаанаас хамаарна. Ижил стресс дор, наалдамхай уян хатан модуль нь том, бага туйлшрал физик тавиур, цэнэглэх үед, Li + шигтгээ, бал чулуун торны өргөтгөлийн улмаас; Үүний зэрэгцээ сөрөг электродын тоосонцор ба SBR-ийн хэв гажилтын улмаас дотоод стресс бүрэн чөлөөлөгдөнө, Сөрөг тэлэлтийн хурд огцом нэмэгдэж, SBR нь хуванцар деформацийн шатанд байна. Өргөтгөх харьцааны энэ хэсэг нь SBR-ийн уян харимхай модультай холбоотой бөгөөд энэ нь уян хатан модуль ба бат бэхийн хэмжээ ихсэх ба эргэлт буцалтгүй тэлэлтийн тэлэлт багасахад хүргэдэг.

SBR-ийн хэмжээ нийцэхгүй байх үед туйлын өнхрүүлгийг дарах үед даралт нь ялгаатай бөгөөд даралтын зөрүү нь туйлаас үүссэн үлдэгдэл стрессийг үүсгэдэг, үлдэгдэл стресс их байх тусам тавиурын өмнөх өргөтгөл, бүрэн цахилгаан болон Хоосон эрчим хүчний өргөтгөлийн харьцаа; SBR-ийн агууламж бага байх тусмаа өнхрөх даралт бага, физик тавиур бага, өмнөх цахилгааны тэлэлтийн харьцаа, хоосон электрокозит, бага сөрөг тэлэлт нь цөмийг деформацид хүргэдэг, сөрөг нөлөө үзүүлдэг. Хоёрдугаарт, зайны хийнээс үүдэлтэй задгай батерейны дотоод хийн хэрэглээ нь батерейны температурын мөчлөг, өндөр температурын мөчлөг, өндөр температурт тавиур гэх мэт янз бүрийн градусын товойсон хий үүсгэдэг. Одоогийн судалгааны үр дүнгээс үзэхэд цахилгааны гол хаван нь электролитийн задралаас үүдэлтэй байдаг.

Электролитийн задралын хоёр тохиолдол байдаг, нэг нь электролитийн хольц, тухайлбал, чийг ба металлын хольц нь электролитийн шингэнийг задлах, нөгөө нь электролитийн шингэний хэмжээ хэт бага байдаг нь цэнэглэх явцад задрахад хүргэдэг ба электролитэд электронуудыг олж авсны дараа EC, DEC зэрэг уусгагч бодисууд үүсдэг. эфир ба CO2 гэх мэт. Лити батерейны угсралт дууссаны дараа урьдчилан тодорхойлсон процессын явцад бага хэмжээний хий үүсдэг бөгөөд эдгээр хий нь зайлшгүй бөгөөд цахилгааны үндсэн хүчин чадлын алдагдлын эх үүсвэр гэж нэрлэгддэг эргэлт буцалтгүй юм. Эхний цэнэглэлт ба цэнэгийн процессын явцад электронууд нь гадаад хэлхээний дараа сөрөг электродын электролитийн уусмалаар электролитийн уусмалд хүрч, хий үүсгэдэг.

Энэ процесст SEI нь графит сөрөг электродын гадаргуу дээр үүсдэг бөгөөд SEI-ийн зузаан нэмэгдэх тусам электронууд электролитийн тасралтгүй исэлдэлт рүү нэвтэрч чадахгүй. Батерейны ашиглалтын хугацаанд электролит эсвэл электролит дахь хольц, чийгийн шалтгааны улмаас дотоод хийн хэмжээ аажмаар нэмэгдэх болно. Электролит байгаа эсэх нь ноцтой хасах шаардлагатай бөгөөд чийгийн хяналтыг хатуу шаарддаггүй.

Электролитийн уусмал нь өөрөө хатуу биш бөгөөд батерейны багцыг усанд хатуу оруулдаггүй, өнцгийн хуваарилалт үүсдэг бөгөөд батерейны хэт ачаалал нь батерейны хийн үйлдвэрлэлийг хурдасгах болно. Хурд, батерейны доголдол үүсгэдэг. Өөр өөр системүүдэд батерейны үйлдвэрлэлийн хэмжээ өөр өөр байдаг.

Бал чулуу сөрөг электродын батерейнд хий үүсэх шалтгаан нь голчлон SEI хальс үүсэх, батерей дахь чийг хэтэрсэн, химийн урсгал хэвийн бус, савлагаа муу, лити титанат дахь зайны флюресцент харьцаа NCM батерейны систем нь илүү ноцтой байх ёстой. Электролит дэх хольц, чийг, процессоос гадна графит сөрөг электродын өөр нэг ялгаа нь литийн титанат нь графит сөрөг электродын батерей шиг байж чадахгүй бөгөөд гадаргуу дээр нь SEI хальс үүсгэж, электролитийн урвалыг саатуулдаг. Цэнэглэх, цэнэггүй болгох үед электролит нь үргэлж Li4Ti5O12-ийн гадаргуутай шууд харьцдаг бөгөөд үүний үр дүнд Li4Ti5O12 материалын гадаргуу тасралтгүй багасдаг бөгөөд энэ нь Li4Ti5o12 батерейны хий үүсэх үндсэн шалтгаан байж болох юм.

Хийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 гэх мэт. Литиум титанатыг электролитэд тусад нь дүрэх үед зөвхөн CO2 үүсэх ба NCM материалаар батерейг бэлтгэсний дараа үүссэн хийнүүд нь H2, CO2, CO, бага хэмжээний хийн нүүрсустөрөгчид, батерейны дараа зөвхөн циклд Цэнэглэх, цэнэглэх үед H2 үүсэж, хийн агууламж H50% -иас их байна. Энэ нь цэнэглэх, цэнэглэх үед H2 ба CO хий үүсэх болно гэдгийг харуулж байна.

LIPF6 нь электролитэд байдаг: PF5 нь маш хүчтэй хүчил бөгөөд карбонат задрахад хялбар бөгөөд температур нэмэгдэх тусам PF5-ийн хэмжээг нэмэгдүүлдэг. PF5 нь электролитийн задралд хувь нэмэр оруулж, CO2, CO, CXHY хий үүсгэдэг. Холбогдох судалгаанаас үзэхэд H2-ийн үйлдвэрлэл нь электролит дэх ул мөр уснаас гардаг боловч ерөнхий электролит дахь усны агууламж 20 ¡Á 10-6 орчим байдаг нь H2-ийн гарцын хувьд маш бага юм.

Шанхайн Жиаотун их сургуулийн Ву Кайгийн туршилтыг бал чулуу / NCM111-ийн зай болгон ашигласан. Дүгнэлтээс харахад Н2-ийн эх үүсвэр нь өндөр хүчдэлийн дор карбонатын задрал юм. Одоогийн байдлаар лити титанат батерейг дарах гурван шийдэл байдаг.

, Уусгагч систем; гуравдугаарт, батерейны процессын технологийг сайжруулах.