Redenen voor diepteanalyse van lithium-ionbatterijen

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Vanwege de lange levensduur worden lithium-ionbatterijen veel gebruikt, maar naarmate de gebruikstijd toeneemt, ontstaan ​​er problemen met uitpuilen, is de veiligheidsprestatie niet optimaal en is de circulerende demping ook ernstiger, wat leidt tot analyse en onderdrukking van de diepte van lithium-ionbatterijonderzoek. Op basis van experimentele onderzoeks- en ontwikkelingservaringen verdeelt de auteur de oorzaken van lithium-ionbatterijen in twee categorieën: ten eerste het uitpuilen als gevolg van de dikte van de batterij (ten tweede het uitpuilen als gevolg van oxidatie van de elektrolytische vloeistof). In verschillende batterijsystemen zijn de dominante factoren van de batterijdikte verschillend.

Bijvoorbeeld, in de lithiumtitanaat negatieve elektrode batterij, zijn de belangrijkste factoren van de bolling de trommel; in het grafiet negatieve elektrode systeem, de dikte van de pool en de bolling van de gastoevoer Act. Ten eerste verandert de dikte van de elektrodepool bij gebruik van lithiumbatterijen, en de dikte van de elektrodepool verandert, met name de negatieve grafietelektrode. Volgens de bestaande gegevens heeft de lithiumbatterij de opslag en circulatie bij hoge temperaturen doorstaan, wat gevoelig is voor trommelen, met een diktegroeisnelheid van ongeveer 6% tot 20%, waarbij de positieve polaire uitzettingsverhouding slechts 4% bedraagt ​​en de negatieve uitzettingsverhouding 20%.

De hoofdoorzaak van de uitpuilende dikteveranderingen van lithium-ionbatterijen wordt beïnvloed door de essentie van grafiet. Het negatieve elektrodegrafiet vormt LICX (LIC24, LiC12 en LIC6, enz.), en de lineaire afstand verandert, wat resulteert in de vorming van microscopisch kleine interne spanning, wat resulteert in een negatieve elektrode Expand.

De onderstaande afbeelding toont een schematisch structuuroverzicht van de structuur van de negatieve grafietelektrodeplaat op zijn plaats en tijdens het laden en ontladen. De uitzetting van de negatieve grafietelektrode wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door ineffectieve uitzetting. Dit deel van de uitbreiding heeft vooral betrekking op de structuur van de deeltjesgrootte, het kleefmiddel en het poolvel.

Door de uitzetting van de negatieve elektrode vervormt de kern, waardoor de elektrode zich vormt tussen het membraan en de negatieve elektrodedeeltjes een microscheur vormen. De vaste elektrolytfase-interface (SEI) wordt verbroken en recombineert, waardoor elektrolyt wordt verbruikt en de circulerende prestaties afnemen. Er zijn veel factoren die de negatieve elektrodepolen beïnvloeden. De aard van de lijm en de structurele parameters van het polaire vel zijn de twee belangrijkste. De lijm die doorgaans wordt gebruikt in negatieve grafietelektroden is SBR. Deze hebben verschillende elasticiteitsmodulus, verschillende mechanische sterktes en verschillende effecten op de dikte van de plaat.

De rolkracht na de afwerklaag wordt ook beïnvloed door de dikte van de negatieve elektrodeplaat in de batterij. Onder dezelfde spanning, hoe groter de elasticiteitsmodulus van de lijm, hoe kleiner de fysieke polariteitsafzetting, tijdens het opladen, vanwege Li + -inbedding, de expansie van het grafietrooster; tegelijkertijd, vanwege de vervorming van de negatieve elektrodedeeltjes en SBR, wordt de interne spanning volledig vrijgegeven, waardoor de negatieve expansiesnelheid sterk toeneemt, SBR bevindt zich in het stadium van plastische vervorming. Dit deel van de uitzettingsverhouding is gerelateerd aan de elasticiteitsmodulus van de SBR. Hoe groter de elasticiteitsmodulus en de sterkte van de SBR, hoe kleiner de uitzetting of onomkeerbare uitzetting.

Wanneer de hoeveelheid SBR inconsistent is, is de druk anders wanneer de polaire rol wordt ingedrukt en veroorzaakt het drukverschil de restspanning die door de paal wordt geproduceerd, hoe groter de restspanning, wat leidt tot de prefysische uitzetting van de planken, volledige elektriciteit en lege vermogensuitzettingsverhouding; hoe minder SBR-gehalte, hoe kleiner de druk van het rollen, hoe minder fysieke planken, de uitzettingsverhouding van de pre-elektriciteit en de lege elektrocositis, hoe kleiner de negatieve uitzetting waardoor de kern vervormt, wat de negatieve De mate van lithium is lithium en Li + diffusiesnelheid, wat een ernstige impact heeft op de prestaties van de batterijcyclus. Ten tweede is de interne gasinname van de batterij, veroorzaakt door batterijgas, een andere belangrijke reden voor het opbollen van de batterij. Of het nu gaat om de temperatuurcyclus van de batterij, de hoge temperatuurcyclus of de hoge temperatuurschommeling, het produceert verschillende graden van opbollend gas. Volgens de huidige onderzoeksresultaten wordt de kernzwelling veroorzaakt door de ontleding van elektrolyt.

Er zijn twee gevallen van ontleding van elektrolyt. De eerste is een onzuiverheid van de elektrolyt, zoals vocht en metaalverontreinigingen die de elektrolytische vloeistof ontleden. De tweede is een te laag gehalte aan elektrolytische vloeistof, wat ontleding tijdens het opladen veroorzaakt. In de elektrolyt worden oplosmiddelen zoals EC en DEC gegenereerd na het verkrijgen van elektronen. De directe gevolgen van reacties met vrije radicalen zijn koolwaterstoffen, esters, ethers en CO2, enz. Nadat de assemblage van de lithium-ionbatterij is voltooid, wordt er tijdens het vooraf bepaalde proces een kleine hoeveelheid gas gegenereerd. Deze gassen zijn onvermijdelijk en veroorzaken onomkeerbaar capaciteitsverlies in de zogenaamde elektrische kern. Tijdens het eerste laad- en ontlaadproces bereiken de elektronen de elektrolytische oplossing met de elektrolytische oplossing van de negatieve elektrode na het externe circuit, waarbij een gas wordt gevormd.

Bij dit proces wordt SEI gevormd op het oppervlak van de negatieve grafietelektrode. Naarmate de dikte van de SEI toeneemt, kunnen elektronen de continue oxidatie van de elektrolyt niet meer doordringen. Gedurende de levensduur van de batterij zal het interne gasvolume geleidelijk toenemen, vanwege onzuiverheden of vocht in de elektrolyt of in de elektrolyt zelf. De aanwezigheid van elektrolyt vereist een strikte uitsluiting en de vochtcontrole is niet strikt.

De elektrolytische oplossing zelf is niet strikt, en het batterijpakket wordt niet strikt in water gebracht, waardoor hoekige verdeling wordt veroorzaakt, en de overbemesting van de batterij zal ook de gasproductie van de batterij versnellen. Snelheid, waardoor de batterij kapot gaat. De hoeveelheid batterijproductie verschilt per systeem.

Bij de negatieve elektrodebatterij van grafiet is de oorzaak van gasproductie voornamelijk te wijten aan de vorming van de SEI-film, de overschrijding van de vochtigheid in de batterij, een abnormale chemische stroming, een slechte verpakking en een fluorescentieverhouding van de batterij in het lithiumtitanaat. Het NCM-batterijsysteem zou ernstiger moeten zijn. Naast de onzuiverheden, het vocht en de processen in de elektrolyt, is er nog een verschil met de negatieve grafietelektrode: lithiumtitanaat kan niet zoals een negatieve grafietelektrodebatterij zijn, waardoor er een SEI-film op het oppervlak ontstaat, waardoor de elektrolytreactie wordt verhinderd. De elektrolyt staat tijdens het laden en ontladen altijd in direct contact met het oppervlak van de Li4Ti5O12, waardoor het oppervlak van het Li4Ti5O12-materiaal voortdurend afneemt. Dit kan de hoofdoorzaak zijn van de winderigheid van de Li4Ti5O12-batterij.

De hoofdbestanddelen van het gas zijn H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, enz. Wanneer het lithiumtitanaat afzonderlijk in de elektrolyt wordt ondergedompeld, wordt alleen CO2 geproduceerd en na het voorbereiden van een batterij met een NCM-materiaal omvatten de gegenereerde gassen H2, CO2, CO en een kleine hoeveelheid gasvormige koolwaterstoffen en na de batterij, alleen in de cyclus Bij het opladen en ontladen wordt H2 gegenereerd en in het gegenereerde gas bedraagt ​​het H2-gehalte meer dan 50%. Dit betekent dat er tijdens het laden en ontladen H2- en CO-gas wordt gegenereerd.

LIPF6 bevindt zich in de elektrolyt: PF5 is een zeer sterk zuur, dat gemakkelijk carbonaat kan ontbinden en de hoeveelheid PF5 kan verhogen bij stijgende temperatuur. PF5 draagt ​​bij aan de ontleding van elektrolyten, waarbij CO2-, CO- en CXHY-gas ontstaat. Volgens relevant onderzoek wordt H2 geproduceerd uit sporenwater in de elektrolyt, maar het watergehalte in de algemene elektrolyt bedraagt ​​ongeveer 20 ¡Á 10-6, wat zeer laag is voor de opbrengst van H2.

Shanghai Jiaotong University Wu Kai&39;s experiment werd gebruikt als batterij voor grafiet / NCM111. De conclusie luidde dat de bron van H2 de ontleding van carbonaat onder hoge spanning is. Momenteel zijn er drie oplossingen voor het onderdrukken van lithiumtitanaatbatterijen.

, Oplosmiddelsysteem; ten derde, verbetering van de batterijprocestechnologie.