Oorzaak van het werkingsprincipe van de lithium-ionbatterij en de oorzaak van de verzwakking

Mawallafi: Iflowpower - પોર્ટેબલ પાવર સ્ટેશન સપ્લાયર

De lithium-ionbatterij is na de cadmium- en waterstof-nikkelbatterij de snelste secundaire batterij. Gebruikers moeten er rekening mee houden dat de capaciteit van de lithiumbatterij afneemt na verloop van tijd. In dit artikel worden de mogelijke oorzaken voor het werkingsprincipe van lithium-ionbatterijen en de capaciteitsafname samengevat en geanalyseerd. Ik hoop u hiermee te helpen.

Werkingsprincipe van een lithium-ionbatterij Een lithium-ionbatterij is een secundaire batterij (oplaadbare batterij) die voornamelijk afhankelijk is van lithium-ionen om tussen de positieve en negatieve elektroden te bewegen. Tijdens het laad- en ontlaadproces wordt Li + tussen de twee elektroden ingebracht en weer achtergelaten: tijdens het laden wordt Li + van de positieve elektrode afgevoerd en wordt de elektrolyt in de negatieve elektrode ingebed. De negatieve pool bevindt zich in een lithiumtoestand. De ontlading verloopt omgekeerd. De ontlading van lithiumbatterijen vindt plaats via chemische oxidatiereacties.

Wanneer de batterij ontladen wordt, en we dus energie verbruiken, zal de positieve elektrode lithiumionen bevatten en de negatieve elektrode lithiumionen. Bij opladen is het precies andersom. Hij heeft een bepaalde spanning nodig om een ​​bepaalde hoeveelheid spanning te vormen, zodat de batterij elektriciteit opwekt.

Tijdens elke laad- en ontlaadcyclus fungeert lithiumion (Li) als een transporteur van elektrische energie. De beweging van de positieve elektrode → negatieve elektrode → de positieve elektrode van de positieve en negatieve elektrodematerialen, en zet chemische en elektrische energie om in elkaar. Het uitvoeren van de overdracht van lading, dit is het basisprincipe van de "lithium-ionbatterij". Door de elektrolyt, de isolatiefilm, etc.

is een elektronenisolator, dus deze circulatie beweegt niet heen en weer tussen de positieve en negatieve polen, en ze nemen alleen deel aan de chemische reactie van de elektrode. Oorzaken van capaciteitsvermindering bij lithium-ionbatterijen zijn de snelste secundaire batterijen na de cadmiumbatterij en de waterstofnikkelbatterij. De toepassing van lithium-ionbatterijen is grotendeels afhankelijk van de stabiliteit van de laad- en ontlaadcyclus, en andere secundaire batterijen. Lithium-ionbatterijen zijn onvermijdelijk tijdens de cyclus.

1 Samenstelling van de componenten. De transformatie van componenten kan eenvoudig leiden tot veranderingen in de faseoverdracht en de fysieke fasestructuur. De faseovergang van het elektrodemateriaal kan leiden tot veranderingen in de roosterparameters en roostermismatch, waardoor geïnduceerde spanning ontstaat die de korrel verbrijzelt en scheurvorming veroorzaakt, wat resulteert in mechanische schade aan de structuur van het materiaal en een verslechtering van de elektrochemische prestaties tot gevolg heeft.

2. Het negatieve elektrodemateriaal dat doorgaans wordt gebruikt in de negatieve elektrodemateriaalstructuur is koolstofmateriaal, lithiumtitanaat, enz. In dit artikel wordt het typische negatieve grafiet geanalyseerd.

Voor het eerst treedt er een capaciteitsvermindering op in de lithium-ionbatterij. In dit stadium wordt SEI gevormd op het oppervlak van de negatieve elektrode, waarbij een deel van de lithiumionen wordt verbruikt. Bij gebruik van een lithium-ionbatterij kan de verandering in de grafietstructuur ook leiden tot een afname van de capaciteit van de batterij. Hoewel de morfologie van grafiet behouden blijft, is de helft van het (002) kristaloppervlak groot, wat resulteert in een kleine korrelgrootte in de C-asrichting, en de verandering in de kristalstructuur veroorzaakt scheuren in het koolstofmateriaal, wat op zijn beurt het oppervlak van het negatieve oppervlak verstoort.

De film bevordert het herstel van de SEI-film, de overmatige groei van de SEI-film verbruikt actief lithium, wat leidt tot een onomkeerbare capaciteitsvermindering van lithium-batterijen. 3. De elektrolyt bestaat hoofdzakelijk uit drie delen: oplosmiddel, elektrolyt en additieven.

De ontleding van het oplosmiddel en de ontleding van elektrolyten kunnen capaciteitsverlies van de lithium-ionbatterij veroorzaken. De ontleding en nevenreactie van de elektrolyt zijn de belangrijkste factoren die de capaciteitsvermindering van lithium-ionbatterijen beïnvloeden. Ongeacht het positieve en negatieve elektrodemateriaal, wat het proces is, met de circulatie van de lithium-batterij, de ontleding van de elektrolyt en de interface tussen het normale en negatieve elektrodemateriaal, kan de reactie capaciteitsvermindering veroorzaken.

4. De positieve precisiereactie is te laag wanneer de positieve elektrode actief is ten opzichte van de negatieve elektrode actief is, het is gemakkelijk op te laden. De positieve overgang van de lithiumbatterij veroorzaakt capaciteitsverlies, voornamelijk door de vorming van elektrochemische inerte stoffen (zoals CO3O4, MN2O3, enz.), waardoor de capaciteitsbalans tussen de elektroden wordt verstoord en het capaciteitsverlies onomkeerbaar is.

5, elektrode-instabiliteit in de positieve elektrode actieve materiaalinstabiliteit tijdens het opladen, reageren met elektrolytreacties. Het beïnvloedt de onstabiele factoren van het positieve elektrodemateriaal, het structurele defect van het positieve elektrodemateriaal, het koolstofzwartgehalte, een te hoog laadpotentieel, waarbij het structurele defect van het positieve elektrodemateriaal het gewicht in de factoren is. Naarmate het beschikbare oppervlak van de lithiumbatterij afneemt, neemt de vulenergie af en wordt de laadtijd geleidelijk korter.

In de meeste gevallen neemt de capaciteit van een lithium-ionbatterij lineair af als gevolg van cyclussen en veroudering. 6. De laad- en ontlaadcyclus bij opslag is niet de enige reden voor capaciteitsvermindering van lithium-ionbatterijen. Ook bij hoge temperaturen kan de capaciteit van lithium-ionbatterijen afnemen.

Een volledig opgeladen lithium-ionbatterij zal bij 40 °C (104 °F) gedurende één jaar zonder gebruik een capaciteitsverlies van 35% veroorzaken. Supersnel opladen is bovendien schadelijk voor de batterij, omdat het de levensduur ervan verkort. Dit is duidelijk zichtbaar bij monomeerlithiumbatterijen. De energiewaarde van een lithium-ionbatterij is hoger dan die van een gewone batterij, maar dit is bijzonder subtiel vanwege de verschillen in de celbatterijen.

Bij het bepalen van de capaciteit van een lithium-batterij wordt vaak rekening gehouden met de capaciteitsvermindering en de uiteindelijke levensduur. Bij een capaciteitsvermindering tot 80% moeten de accu&39;s worden vervangen. De uiteindelijke levensduur van een lithium-accu kan variëren afhankelijk van de toepassing, de voorkeuren van de gebruiker en de garantie van het bedrijf.