Преглед анализе кварова и механизма кварова литијум-јонске батерије

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Proveïdor de centrals portàtils

Генерисање и раст 1СЕИ филма је у комерцијалном систему литијум-јонских батерија, а део губитка капацитета батерије је нуспојава између графита и органског електролита, а графит лако електрохемијски реагује са литијум јонским органским електролитом, посебно Растварач је винил карбонат (ЕЦ) и диметил карбонат (ДМЦ). Када је литијум-јонска батерија током првог пуњења (фаза), дошло је до негативног електролита и литијум-јонског електролита и литијум-јонског електролита и формира се слој филма интерфејса чврстог електролита (СЕИ) на површини графита, што може изазвати део неповратног капацитета. СЕИ филм обезбеђује пренос јона док штити реактивну супстанцу и спречава стабилност рада активног материјала активног материјала батерије док спречава активну супстанцу.

Међутим, током наредног циклуса батерије, пошто константно ширење и контракција материјала електроде изазива излагање новог активног места, то може проузроковати континуирани губитак механизма квара, то јест, капацитет батерије се континуирано смањује. Овај механизам квара може се приписати процесу електрохемијске редукције површине електроде, који се изражава као континуирано повећање дебљине СЕИ филма. Стога, проучавање хемијских компоненти и морфологије СЕИ филма може бити дубље, узрок капацитета литијум-јонске батерије и пада снаге.

Процес формирања СЕИ филма Последњих година, истраживачи су покушали да проуче природу СЕИ мембрана кроз експерименте демонтаже малих батеријских система. Процес растављања батерије се врши у кутији за рукавице са аеросолним инертним гасом ( <5 ppm). After the battery is disassembled, it can pass a nuclear magnetic resonance technology (NMR), a flight time secondary ion mass spectrometry (TEMS), a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), an atomic force microscope (AFM), X-ray absorption spectrum (XAF), and Infrared (FTIR) and Raman Spectroscopy and other test methods study the thickness, morphology, composition, growth process and mechanism of SEI membranes.

Иако су многе методе испитивања коришћене за карактеризацију СЕИ филма, стварни модел СЕИ филма расте у батерији се користи за карактеризацију напреднијих и директнијих начина. Потешкоћа је у томе што је СЕИ филм компликован са разним супстанцама као што су органске и неорганске, а састојак је компликован и веома је крхак и лако реагује на околину. Ако је неисправан, тешко је добити праве информације о СЕИ филму.

Задебљање СЕИ филма је типична електрохемијска паразитска споредна реакција, која има блиску везу са кинетиком реакције, процесом преноса масе и структурном геометријом батерије. Међутим, промена СЕИ филма не доводи директно до квара деструктивног квара, а његово распадање ће само изазвати повећање унутрашње температуре батерије, што заузврат може проузроковати распадање гаса, а јака топлота ће изазвати термичку ван контроле. У ФММЕА, формирање и раст СЕИ филма се сматра механизмом губитка, што може проузроковати смањење капацитета батерије и повећање унутрашње импедансе.

2 Литијум дендрити се стварају ако се батерија брзо напуни при густини струје већој од њене називне струје, а негативна површина се лако формира да формира метални литијум дендрид. Овај дендритски кристал је лако пробити дијафрагму, узрокујући кратки спој унутар батерије. Ова ситуација може довести до квара батерије и тешко је открити пре него што батерија дође до кратког споја.

Последњих година, истраживачи су проучавали брзину раста литијум дендрида и однос између брзине раста литијум дендрита и капацитета дифузије литијум јона литијум дендрита. Експерименти показују да је раст литијум делегра тешко открити или посматрати у комплетном батеријском систему, а тренутни модел је ограничен на раст литијум дендрита под једним системом. У експерименталном систему, провидна батерија направљена од кварцног стакла може посматрати процес раста литијум дендрита ин ситу.

Зханг Иуегоно истраживач у Сузхоу Нанотецхнологи и Нано Биониц Ресеарцх Институте у мојој земљи открио је процес формирања литијум дендрита (као што је приказано на видео снимку) у технологији скенирајућег електронског микроскопа (СЕМ). Међутим, у комерцијалном систему литијум-јонских батерија, тешко је постићи оригинално посматрање литијумских грана. Универзална ситуација је посматрање кристала литијумске гране тако што ћете демонтирати батерију.

Међутим, пошто је активност литијумске гране веома висока, тешко је анализирати детаље генерације. Зиер ет ал. Предложено је цртање микрограма електрода електроде бојењем структуре електроде да би се одредио положај дендрита.

Ако је пре демонтаже батерије стварање кристала литијумске гране изазвало унутрашњи кратки спој, онда би овај део дендритског кристала могао бити тешко уочити јер огромна импулсна струја унутрашњег кратког споја може изазвати кристализацију литијумске гране. Локално микропорозно затварање дијафрагме сугерише да је могућа позиција раста литијум дендрита, али ови делови могу бити делимично прегрејани или узроковани загађивачима металних нечистоћа. Због тога је даљи развој модела отказа за предвиђање појаве литијумских грана, а истовремено је веома смислено проучавати живот и однос отказа у различитим условима рада.

3 Полизација честица активног материјала је неуједначена у дозирању брзог пуњења и пражњења или активне супстанце електроде, активни материјал је склон прашкању или фрагментацији. Генерално, како се батерија продужава, честице микронске величине, унутрашњи стрес јона може бити сломљен. Почетна пукотина се може уочити помоћу СЕМ на површини честица активног материјала.

Као поновљено уграђивање литијум јона, пукотине се стално шире, што доводи до пуцања честица. Честице пуцања ће открити нову активну површину, а СЕИ филм се генерише на новој површини. Истраживањем и анализом напрезања уградње литијум јона, бољи дизајн електродних материјала батерије.

Цхристенсен и Невман ет ал. Развио је почетни литијум-јонски модел напона, а други истраживачи су проширили различите материјале и геометријску морфологију материјала и материјала. Модел стреса уграђеног са јонима ће олакшати истраживачима да дизајнирају више активних супстанци.

Међутим, губитак капацитета и снаге честица активног материјала се даље проучава, а механизам квара фрагментације честица је свеобухватно предвиђен да би се предвидео животни век литијум-јонских батерија. Промена запремине материјала електроде такође може проузроковати да се активна супстанца истовари струјним колектором, тако да овај део активне супстанце није доступан. Инцонед литијумски процес активног материјала је праћен миграцијом јона и спољном миграцијом електрона унутар батерије.

Пошто је електролит електронски изолован, само јони могу да се испоручују. Провођење електрона је важно за проводну мрежу коју конструише површина електроде помоћу проводног средства. Честе промене у запремини материјала електроде могу довести до тога да делимично активне супстанце из проводне мреже формирају изоловани систем, који није доступан.

Ова промена у структури електроде може се мерити мерењем методе као што је порозност или специфична површина. Овај процес се такође може глодати глодањем површине електроде помоћу фокалног јонског снопа (ФИБ), коришћењем СЕМ-а за обављање морфолошког посматрања или теста рендгенске томографије помоћу СЕМ-а. Материјал Си негативне електроде се чисти и одваја од проводне мреже.

Активна супстанца позитивне електроде активне супстанце позитивне електроде је углавном оксид прелазног метала, као што је литијум кобалтат (ЛиМн2О4), или полианат Литијумова со, литијум гвожђе фосфат (ЛифеПо4). Већина позитивних активних супстанци су уграђени реакциони механизми, а њихови стресни механизми и механизми рецесије су углавном последица пада гранула и горе наведеног описа активних супстанци. СЕИ филм се такође генерише и утиче на површину позитивне електроде, али површина позитивне електроде има висок потенцијал, а њен СЕИ филм је веома танак и стабилан.

Поред тога, материјал позитивне електроде је такође подложан утицају унутрашњег стварања топлоте, посебно када је батерија преоптерећена. У тренутку пуњења, електролит постаје нестабилан под високим притиском, што резултира електролитом и активном супстанцом позитивне електроде, што узрокује да унутрашња температура батерије настави да расте, а материјал позитивне електроде ослобађа кисеоник. Даља надоградња, која резултира термичком губљењем контроле, довешће до квара на уништењу батерије.

Материјал позитивне електроде који се јавља током претходног пуњења може се анализирати гасном хроматографијом да би се анализирала или детектовала структура материјала електроде помоћу структуре материјала електроде за детекцију рендгенског спектра. Међутим, тренутно не постоји модел квара који може предвидети унутрашњост батерије преливањем прекомерно напуњеног гаса. Резиме: Режим механизма квара материјала позитивне и негативне електроде литијум-јонске батерије је важан за разградњу СЕИ мембране, производњу кристала делегираних литијумом или кристала бакра, праха честица активног материјала и гаса за разлагање топлоте, итд.

Међу њима, генерисање деривата литијума или бакра, гаса за разлагање материјала лако је проузроковано топлотном ван контроле ћелије, изазивајући сагоревање батерије, па чак и експлозију. Квар литијум-јонских батерија се анализира избледелим режимом, а механизам је оптимизован оптимизацијом материјала, структуре батерије и побољшањем прилагодљивости животне средине, поузданости и безбедности батерије. Због тога постоји веома важан водећи значај за производњу и практичну примену батерије.