Shkaku i formimit të degëve të litiumit të baterisë së litiumit, si të zbuloni vonesat e hershme të litiumit në bateri

Pengarang：Iflowpower – పోర్టబుల్ పవర్ స్టేషన్ సరఫరాదారు

Shkaku i formimit të degëve të litiumit të baterisë litium-jon, si të gjeni latenset e hershme të litiumit në bateri? Kristalet e derinimit të litiumit i referohen një metali dendrit, i cili formohet kur reduktimi i joneve të litiumit reduktohet nga një bateri jonike litium duke përdorur një elektrolit të lëngshëm. Arsyeja pse litiumi metalik nuk përdoret si material aktiv i elektrodës negative është për shkak të kristalizimit të litiumit metalik në elektrodën negative për të formuar një litium metalik dendritik - "Lithium Grind Crystal". "Kristalet e bluarjes së litiumit" do të shpojnë diafragmën në një masë të caktuar, duke rezultuar në një qark të shkurtër brenda baterisë së joneve të litiumit, duke kërcënuar seriozisht sigurinë personale.

Formimi i kristalit laktar të litiumit me bateri litium-jon (1) Sipërfaqja e elektrodës është e pabarabartë: shkaku i sipërfaqes së elektrodës është i pabarabartë: veshja e vetme e elektrodës është e pabarabartë, diferenca në peshën e dy poleve është e madhe, substanca aktive përmban papastërti, etj. Sa më e madhe të jetë vrazhdësia e sipërfaqes, aq më shumë është e favorshme për formimin e dendriteve të litiumit. (2) Në procesin e shkarkimit, përqendrimi i joneve të litiumit të elektrodës negative është rritur gradualisht, dhe përqendrimi pozitiv i joneve të litiumit të elektrodës është ngadalë më i vogël.

Kur thellësia shkarkohet, sasia e joneve të litiumit është e kufizuar pasi elektroda negative është e kufizuar, kështu që jonet e mbetura të litiumit do të dalin lirisht në sipërfaqe dhe do të precipitojnë. (3) Gradienti dhe shpërndarja e përqendrimit të joneve të litiumit: jonet e litiumit nxirren nga materiali i elektrodës pozitive, kalojnë nëpër elektrolit dhe diafragmë, duke futur elektrodën negative. Gjatë ngarkimit, përqendrimi i jonit të litiumit të elektrodës pozitive rritet vazhdimisht, dhe përqendrimi i joneve të litiumit të elektrodës negative zvogëlohet gradualisht, dhe përqendrimi i joneve mund të konsiderohet si 0 në tretësirën e holluar që ka një densitet të madh të rrymës, që tregon se elektroda negative është pjesërisht e ngarkuar dhe dega, degët Shpejtësia e rritjes së strukturës kristalore dhe zhvendosja e joneve.

Si të gjeni vonesat e hershme të litiumit në bateri? Për të kapur strukturën dendritike, bateria e joneve të litiumit është montuar në një video mikroskop me definicion të lartë dhe mund të monitorohet për të monitoruar tensionin midis rritjes së dendriteve dhe dy elektrodave, i cili ndryshon gjatë cikleve të karikimit dhe shkarkimit. Vëzhgimi i elektrodës - rritja ose tkurrja e kristalit dendrit, dhe degradimi i përgjithshëm rezulton nga matjet e gjendjes së tensionit, pastaj lidhin mënyrën e tensionit me një aktivitet të veçantë dendrit. 1.

Metoda e kapjes së hidrogjenit Zbulimi i rritjes së degëve të litiumit ka ndërtuar një platformë vëzhgimi optik në vend dhe kapjen e gazit H2, duke demonstruar parimin e përdorimit të zbulimit të kapjes së gazit H2 të rritjes së degëve të litiumit. Mbulohet gazi që shfaqet në shishen e qelqit për të hyrë në gaz kromatograf dhe për të zbuluar automatikisht, dhe mikroskopi optik mund të përdoret për të regjistruar njëkohësisht sjelljen e formimit të dendriteve. Normalisht, joni i litiumit hiqet nga elektroda pozitive dhe futet në negativin e grafitit në formën e LiC6.

Kristalet laktare të litiumit fillojnë në një pjesë të ngopur me litium të elektrodës negative të grafitit në kushte të mbingarkesës ose karikimit të shpejtë, dhe hidrogjeni që reagon formohet me një lidhës polimer. 2. Kur nuk ka lidhës polimer, zbulimi in situ i derinateve të litiumit për të përjashtuar ndërhyrjen e reduktimit të elektrolitit dhe substancave të tjera, montohen dy bateri shtesë me jon litium (bateritë LIFEPO4-CU dhe LIFEPO4-grafit), pa asnjë lidhës materiali polimerizimi.

Sa i përket baterisë Lifepo4-grafit, rritja e degës së litiumit vërehet në 1080s, dhe tensioni i baterisë është rreth 3.6V. Në baterinë LifePo4-Cu, jonet e litiumit vendosen drejtpërdrejt në sipërfaqen e fletës së bakrit për të formuar metal litium.

Megjithatë, për shkak të kufizimeve të vëzhgimit me mikroskop optik, rritja e degëve të litiumit vërehet në rreth 120 sekonda, dhe tensioni i baterisë është rreth 3.6 V. Dendriti është një strukturë e vogël, e fortë peme, e cila do të rritet në një bateri jonike litium, dhe pjesa e zgjatur e saj në formë gjilpëre quhet dendritë.

Të dyja gjërat mund të shkaktojnë dëme të mëdha, mund të depërtojnë në diafragmën brenda baterisë, ashtu si barërat e këqija mund të depërtojnë në tarracën e çimentos ose të shtrojnë të njëjtën gjë. Për më tepër, materiale të tilla shtojnë gjithashtu elektrolite të reja dhe reaksione negative të litiumit, përshpejtojnë dështimin e baterisë. Dendësia e energjisë e baterisë metalike të litiumit është më e lartë se bateria e zakonshme e joneve të litiumit, por kristalet dendritike dhe dendritike kanë penguar popullaritetin e baterive metalike të litiumit.

Në karikimin afatgjatë të qarkullimit, formimi i dendriteve të litiumit është një nga bateritë e joneve të litiumit të përdorura në jetën tonë të përditshme, gjë që kufizon aplikimin e tij në shumë aplikime. Dendritet e litiumit duhet të kapërcejnë rrezen kritike termodinamike për të pasur bërthama të mjaftueshme në formë energjie; një bërthamë e vetme kristali duhet të jetë më e madhe se rrezja kritike kinetike që mund të rritet, përndryshe bërthama e kristalit zhduket. .