Analiza vzroka za zmanjšanje zmogljivosti litijeve baterije

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pembekal Stesen Janakuasa Mudah Alih

V litij-ionski bateriji je bilanca zmogljivosti izražena kot masno razmerje med pozitivno in negativno elektrodo, in sicer:<000000>gama;= m + / m- =δXC- /δYC + zgornja formula C se nanaša na teoretično kulonsko kapaciteto elektrode,δmalo,δY se nanaša na kemično merjenje litijevih ionov, vdelanih v negativno elektrodo in pozitivno elektrodo. Iz zgornje formule je razvidno, da je masno razmerje obeh polov odvisno od števila kulonskih kapacitet in ustreznih reverzibilnih litijevih ionov glede na oba pola. Na splošno manjše masno razmerje povzroči nepopolno uporabo materiala negativne elektrode; večje masno razmerje lahko ogrozi varnost zaradi preobremenjenosti negativne elektrode.

Skratka, v najbolj optimiziranem razmerju kakovosti je zmogljivost baterije optimalna. V zvezi z idealnim Li-ION baterijskim sistemom se v njegovem cikličnem obdobju količina vsebine ne spremeni, začetna zmogljivost v vsakem ciklu pa je določena vrednost, vendar je dejanska situacija veliko bolj zapletena. Vsaka stranska reakcija, ki se lahko pojavi ali porabi litijeve ione ali elektrone, lahko povzroči spremembo ravnotežja zmogljivosti baterije. Ko pride do ravnovesja zmogljivosti baterije, je ta sprememba nepovratna in se lahko kopiči z več cikli, pri čemer pride do delovanja baterije.

Resen vpliv. Poleg tega, razen oksidacijskega zadrževanja litijevega iona, obstaja veliko stranskih reakcij, kot so analiza elektrolitov, raztapljanje aktivne snovi, odlaganje kovinskega litija itd. Prvotni: prenapolnjenost 1, grafitna negativna prenapolnjenost: Ko je baterija prenapolnjena, se litijev ion zlahka zmanjša na negativni površini: odloženi litij je prekrit z negativno površino in blokira vdelavo litija.

Učinkovitost praznjenja se zmanjša in izguba zmogljivosti, original: 1 se lahko zmanjša s cikličnim litijem; 2 nanešen kovinski litij in topilo ali nosilni elektrolit za tvorbo Li2CO3, LIF ali drugih produktov; 3 kovinski litij običajno nastane med negativno elektrodo in diafragmo, po možnosti Pore blokirne membrane povečajo notranji upor baterije;. Hitro polnjenje, prevelika gostota toka, huda negativna polarizacija, odlaganje litija bo bolj jasno. Do te situacije lahko pride, ko je aktivna negativna elektroda.

Vendar pa lahko v primeru visoke hitrosti polnjenja pride do odlaganja kovinskega litija, tudi če je razmerje aktivne pozitivne in negativne elektrode normalno. 2, pozitivna natančna reakcija je prenizka, ko je aktivni upor pozitivne elektrode prenizek, in je enostavno polnjenje. Pozitiven prehod povzroči izgubo zmogljivosti zaradi pojava elektrokemičnih inertnih snovi (kot so CO3O4, MN2O3 itd.

), ki poruši ravnotežje zmogljivosti med elektrodama, izguba zmogljivosti pa je nepopravljiva. (1) liycoo2liycoo2→(1-y) / 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-MnO2 litij manganova reakcija poteka v stanju, kjer je litijev manganov oksid popolnoma decentriran:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, elektrolit oksidira, ko elektrolit oksidira, ko je tlak višji od 4,5 V, in elektrolit (npr.

, Li2CO3) in plin oksidirata, te netopne snovi pa bodo blokirale mikropore elektrode. Migracija litijevih ionov povzroči izgubo zmogljivosti med ciklom. Vpliv na stopnjo oksidacije: Vrsta in velikost površine prevodnega sredstva (saje itd.

), ki ga doda zbiralni material velikosti površine materiala pozitivne elektrode (saje itd.) v trenutno uporabljeni elektrolitski raztopini, velja, da ima EC/DMC največjo oksidacijsko zmogljivost. Postopek elektrokemične oksidacije raztopine je na splošno izražen kot: raztopina→Oksidacijski produkti (plini, raztopine in trdne snovi) + NE-kakršna koli oksidacija topila lahko poveča koncentracijo elektrolita, stabilnost elektrolita se zmanjša in končno se zmanjša kapaciteta baterije.

Recimo, da ob vsakem polnjenju porabi majhen del elektrolita, potem je v baterijskem sklopu več elektrolita. Pri stalnih posodah to pomeni, da je naložena majhna količina aktivne snovi, kar bo povzročilo zmanjšanje začetne kapacitete. Nadalje, če pride do trdega produkta, se na površini elektrode oblikuje pasivacijski film, zaradi česar bo baterija povečala izhodno napetost baterije.

Izvirnik 2: Elektrolit (povratni učinek) I O analizi elektrod 1 Zmanjšanje zmogljivosti baterije bo negativno vplivalo na zmanjšanje količine elektrolita glede na zmogljivost baterije in življenjsko dobo v obtoku ter zaradi zmanjšanja plina na povečanje baterije, kar bo povzročilo varnostne težave. Analizna napetost pozitivne elektrode je običajno večja od 4,5 V (v povezavi z Li / Li +), zato jih ni enostavno analizirati v pozitivnem.

Namesto tega so elektroliti bolj različni za analizo. 2, se elektrolit analizira na negativni elektrodi: elektrolit ne vsebuje veliko grafita in drugih negativov pitonskega ogljika in je lahko reagirati, če je nepovratno. Analiza elektrolitske raztopine v času primarnega polnjenja in praznjenja bo na površini elektrode oblikovala pasivacijski film, ki lahko prepreči nadaljnjo analizo elektrolita in ogljikove negativne elektrode.

Tako se ohrani strukturna stabilnost ogljikove negativne elektrode. V idealnem primeru je redukcija elektrolita omejena na stopnjo tvorbe pasivacijskega filma in postopek se ne pojavi več, ko je cikel stabilen. Zmanjšanje tvorbe elektrolitske soli pasivacijskega filma je vključeno v tvorbo pasivacijskega filma, kar olajša stabilizacijo pasivacijskega filma, vendar na raztopljeni material, ki se reducira v topilo, negativno vpliva produkt redukcije topila; (2) zmanjšanje soli elektrolita. Koncentracija elektrolitske raztopine je bila zmanjšana in končno povzročila zmogljivost baterije (zmanjšanje LiPF6 za ustvarjanje LIF, LiXPF5-X, PF3O in PF3); (3) Oblikovanje pasivacijskega filma je poraba litijevih ionov, kar lahko povzroči neuravnoteženost polarne kapacitete.

Celotna baterija je zmanjšana. (4) Če je na pasivacijskem filmu razpoka, se lahko molekula topila prenese, da se pasivacijski film zgosti, kar ne le porabi več litija, ampak je mogoče blokirati mikropore na površini ogljika, zaradi česar se litij ne more vgraditi in izprazniti, kar povzroči nepopravljivo izgubo zmogljivosti. Dodajte nekaj anorganskih dodatkov, kot so CO2, N2O, CO, SO2 itd.

, lahko pospeši nastanek pasivacijskega filma in lahko zavre simbolizacijo in analizo topila, dodatek organskega aditiva kronskega etra pa ima enak učinek, pri čemer je najboljši 12 kronski 4 eter. Dejavniki izgube sposobnosti tvorjenja filma: (1) vrsta ogljika; (2) sestavine elektrolitov; (3) dodatki v elektrodi ali elektrolitu. BLYR verjame, da reakcija ionske izmenjave napreduje od površine aktivnega materiala do njegovega jedra, oblikovana nova faza je pokopana, površina delcev pa tvori nizko ionsko in elektronsko prevodnost, tako da spinel po shranjevanju.

Več polarizacije kot shranjevanja. ZHANG odkrije primerjalno razgradnjo impedančnega spektra izmeničnega toka pred in za materialom elektrode, z novim številom ciklov se je odpornost površinske pasivacijske plasti povečala, kapacitivnost vmesnika pa zmanjšana. Število ciklov je dodano debelini pasivacijske plasti.

Raztapljanje mangana in analiza elektrolita povzročita nastanek pasivacijskega filma, visokotemperaturni pogoji pa so bolj ugodni za te reakcije. To bo povzročilo posredni upor delcev aktivnega materiala in povečanje odpornosti proti migraciji Li +, s čimer se bo povečala polarizacija baterije, polnjenje in praznjenje pa nista popolna, zmogljivost pa se zmanjša. II elektrolitska raztopina redukcijski mehanizem elektrolit pogosto vsebuje nečistoče, kot so kisik, voda, ogljikov dioksid, in oksidativne reakcije se pojavijo med postopkom polnjenja in praznjenja baterije.

Mehanizem redukcije elektrolita vključuje redukcijo topila, redukcijo elektrolita in redukcijo nečistoč v treh vidikih: 1, redukcija redukcije topila PC in EC vključuje reakcijo elektronov na drugi elektronski reakcijski proces, druga reakcija elektronov tvori Li2CO3: FONG itd., v prvem Med postopkom praznjenja je potencial elektrode blizu O,8 V (v primerjavi z.

li/li +), PC / EC ustvarja elektrokemično reakcijo na grafitu, ki proizvaja CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) in LiCO3 (s), kar ima za posledico nepopravljivo izgubo zmogljivosti na grafitnih elektrodah. Aurbach et al za široko paleto mehanizmov redukcije elektrolitov in njegovih produktov na kovinski litijevi elektrodi in elektrodi na osnovi ogljika so ugotovili, da sta se RocO2Li in propilen pojavila v elektronskem reakcijskem mehanizmu PC-ja. Roco2li je zelo občutljiv na vodo v sledovih.

Tesen produkt je Li2CO3 in propilen, vendar v sušilnem ohišju ni Li2CO3. Ein-Eliy je poročal, da elektrolit iz dietil karbonata (DEC) in diometilmetana (DMC), reakcijska reakcija poteka v bateriji in nastane metil karbonat (EMC), pri čemer pride do določene izgube izgube zmogljivosti. Vpliv.

2 se na splošno šteje, da je reakcija redukcije redukcijskega elektrolita elektrolita vključena v tvorbo površine ogljikove elektrode, zato bodo njeni tipi in koncentracije vplivale na delovanje ogljikove elektrode. V nekaterih primerih redukcija elektrolita prispeva k stabilnosti ogljikove površine in lahko tvori želeno pasivno plast. Na splošno velja, da je podporni elektrolit lažje reducirati kot topilo, produkt redukcije pa se vključi v film, nanesen z negativno elektrodo, in vpliva na zmanjšanje zmogljivosti baterije.

Več reakcij redukcije, ki podpirajo elektrolite, se lahko pojavi na naslednji način: 3, vsebnost vode v redukciji nečistoč (1) Vsebnost vode v elektrolitu bo povzročila nanos plasti LiOH (S) in Li2O, kar ni ugodno za vgrajevanje litijevih ionov, kar povzroči nepopravljivo izgubo zmogljivosti: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 proizvaja LiOH (S), da se nanese na površino elektrode, tvori velik površinski film z velikim uporom, ki ovira Li + vdelane grafitne elektrode, kar povzroči nepopravljivo izgubo zmogljivosti. Srednja voda v topilu (100-300×10-6) Ni vpliva na delovanje grafitne elektrode. (2) CO2 v topilu se lahko reducira na negativni elektrodi v CO in LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO bo povečal baterijo v bateriji, medtem ko Li2CO3 (S) poveča odpornost baterije, poveča zmogljivost baterije.

(3) Prisotnost kisika v topilu tvori tudi Li2O, ker je potencialna razlika med kovinskim litijem in ogljikom popolnoma vzporednega litija majhna, redukcija elektrolita na ogljik pa je podobna redukciji litija. Prvotno 3: Samopraznjenje Samopraznjenje pomeni, da se baterija naravno izgubi v neuporabljenem stanju. Samopraznjenje litij-ionske baterije povzroči dva primera: prvi je reverzibilna izguba zmogljivosti; drugi je izguba ireverzibilne zmogljivosti.

Reverzibilna izguba zmogljivosti pomeni, da se lahko izgubljena zmogljivost povrne med polnjenjem, nepovratna izguba zmogljivosti pa se obrne, pozitivna in negativna elektroda pa se lahko uporabljata pri uporabi mikrocelic z elektrolitom v stanju polnjenja, litijev ion pa je vgrajen in opuščen, pozitivna in negativna vdelava in izklopljena. Vgrajeni litijevi ioni so povezani samo z litijevimi ioni elektrolita, zato sta zmogljivost pozitivne in negativne elektrode neuravnotežena. Tega dela izgube zmogljivosti ni mogoče povrniti med polnjenjem.

Kot na primer: Pozitivna elektroda in topilo iz litijevega manganovega oksida lahko povzročita samopraznjenje, ki ga povzroči samopraznjenje: molekule topila (npr. PC) se oksidirajo kot mikrobne celice na površini prevodnega materiala saj ali trenutne tekočine: ista aktivna snov negativne elektrode Lahko se samoizprazni iz elektrolitske raztopine v elektrolit, elektrolit (kot je LiPF6) pa se z elektrolitom reducira (kot je LiPF6).

Litijev ion je odstranjen z negativne elektrode mikrokrmilnika kot negativne elektrode stanja polnjenja: samopraznjenje Dejavniki: Proizvodni proces materialov za pozitivne elektrode, proizvodni proces baterije, lastnosti elektrolita, temperatura, čas. Hitrost samopraznjenja je strogo nadzorovana s stopnjo oksidacije topila, zato stabilnost topila vpliva na življenjsko dobo baterije. Oksidacija topila se pojavi na površini saj in površina saj lahko nadzoruje stopnjo samopraznjenja, toda za material pozitivne elektrode LIMN2O4 je tudi tesno zmanjšana površina aktivnega materiala, površina zbiralnika toka pa se sooča z uporabo oksidacije topila ni mogoče prezreti.

Tok, ki pušča membrano baterije, lahko povzroči tudi samopraznjenje v litij-ionski bateriji, vendar je proces omejen z uporom membrane, pri zelo nizki stopnji in nima nobene zveze s temperaturo. Glede na to, da je stopnja samopraznjenja baterije močno odvisna od temperature, ta proces ni kritičen mehanizem pri samopraznjenju. Če je negativna elektroda v stanju zadostne električne energije, se vsebina baterije uniči, kar povzroči trajno izgubo zmogljivosti.