Analysis ea sesosa sa tlhahlobo ea lithium battery capacity attenuation

著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station

Ka betri ea lithium ion, tekanyo ea bokhoni e hlalosoa e le tekanyo ea boima ba electrode e ntle ho electrode e mpe, e leng: <000000> gamma;= m + / m- =δXC- /δYC + foromo e kaholimo ea C e bua ka matla a theoretical coulomb a elektrode,δhanyane,δY e bua ka metering ea lik&39;hemik&39;hale tsa lithium ion tse kentsoeng ka har&39;a electrode e mpe le electrode e ntle. E ka bonoa ho tsoa ho foromo e kaholimo hore karo-karolelano ea boima ba lipalo tse peli e itšetlehile ka palo ea matla a coulomb le li-ion tsa eona tse fetolehang tsa lithium ho latela lipalo tse peli. Ka kakaretso, karo-karolelano e nyenyane ea boima e baka tšebeliso e sa fellang ea lisebelisoa tse mpe tsa electrode; karo-karolelano e kholoanyane ea boima e ka &39;na ea e-ba le kotsi ea tšireletso ka lebaka la electrode e mpe ho feta setulong.

Ka bokhutšoanyane, ka tekanyo ea boleng bo ntlafalitsoeng ka ho fetesisa, ts&39;ebetso ea betri e nepahetse. E amanang le tsamaiso e ntle ea betri ea Li-ION, nakong ea potoloho ea eona, bongata ba litaba ha bo fetohe, &39;me matla a pele ho potoloho ka&39; ngoe ke boleng bo itseng, empa boemo ba sebele bo thata haholo. Karabelo leha e le efe e ka hlahang kapa e jang lithium ion kapa li-electrone e ka baka phetoho ea tekanyo ea matla a betri, hang ha tekanyo ea matla a betri e etsahala, phetoho ena e ke ke ea fetoha, &39;me e ka bokelloa ke lipotoloho tse ngata,&39; me ts&39;ebetso ea betri e etsahala.

Tšusumetso e tebileng. Ntle le moo, ntle le ho boloka oxidation ea lithium ion, ho na le palo e kholo ea karabelo ea lehlakore, joalo ka tlhahlobo ea electrolyte, ho qhibiliha ha ntho e sebetsang, deposition ea tšepe ea lithium, jj. Ea pele: overcharge 1, graphite negative overcharge: Ha betri e fetisoa ho feta tekano, lithium ion e fokotsehile habonolo sebakeng se fosahetseng: lithium e behiloeng e koahetsoe ke sebaka se fosahetseng, e thibela ho kenngoa ha lithium.

Ts&39;ebetso ea ts&39;ebetso e fokotsehile le tahlehelo ea matla, ea pele: 1 e ka fokotsoa ke cyclic lithium; 2 e kentsoeng tšepe ea lithium le solvent kapa electrolyte e tšehetsang ho theha Li2CO3, LIF kapa lihlahisoa tse ling; Lithium ea tšepe ea 3 hangata e thehoa pakeng tsa electrode e mpe le diaphragm, mohlomong Li-pores tsa diaphragm tse thibelang li eketsa ho hanyetsa ka hare ho betri; Ho tjhaja ka potlako, letsoalo le leholo haholo la hajoale, polarization e mpe haholo, deposition ea lithium e tla hlaka haholoanyane. Boemo bona bo bonolo ho etsahala ketsahalong ea eleketrode e mpe e sebetsang.

Leha ho le joalo, tabeng ea tekanyo e phahameng ea ho tjhaja, ho behoa ha tšepe ea lithium ho ka &39;na ha etsahala le haeba karolo ea electrode e ntle le e mpe e sebetsa e tloaelehile. 2, karabelo e nepahetseng e tlase haholo ha elektrode e sebetsang e le tlase haholo, &39;me ho bonolo ho e tjhaja. Phetoho e ntle e baka tahlehelo ea matla ka lebaka la ho hlaha ha lintho tsa inert tsa electrochemical (joalo ka CO3O4, MN2O3, joalo-joalo.

), e senyang tekanyo ea bokhoni pakeng tsa li-electrode, &39;me tahlehelo ea matla a eona e ke ke ea fetoloa. (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 lithium manganese reaction e etsahala sebakeng seo lithium manganese oxide e leng boemong bo botle ka ho feletseng.:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, electrolyte e oxidized ha electrolyte e oxidized ha khatello e phahame ho feta 4.5V, le electrolyte (mohlala.

, Li2CO3) &39;me khase e na le oxidized,&39; me li-insolublements tsena li tla thibela li-micropores tsa electrode. Ho falla ha lithium ion ho baka tahlehelo ea matla nakong ea potoloho. E amang sekhahla sa sekhahla sa oxidation: Mofuta le boholo ba sebaka sa sebaka sa motlakase (carbon black, joalo-joalo.

) e kenyellelitsoeng ke lisebelisoa tse ntle tsa li-electrode holim&39;a sebaka sa mokelli (carbon black, joalo-joalo) ka tharollo ea electrolytic e sebelisoang hona joale, EC / DMC e nkoa e le matla a phahameng ka ho fetisisa a oxidation. Mokhoa oa electrochemical oxidation oa tharollo ka kakaretso o hlalosoa e le: tharollo→Lihlahisoa tsa oxidation (likhase, litharollo le lintho tse tiileng) + NE- leha e le efe ea ho qhibilihisa oxidation e ka eketsa khatello ea electrolyte, botsitso ba electrolyte bo theoleloa, &39;me matla a betri qetellong.

Ha re re e sebelisa karolo e nyane ea electrolyte nako le nako ha e qosoa, joale electrolyte e eketsehileng e teng kopanong ea betri. Bakeng sa lijana tse sa khaotseng, sena se bolela hore ho na le ntho e nyenyane e sebetsang, e tla baka ho fokotseha ha matla a pele. Ho feta moo, haeba sehlahisoa se tiileng se etsahala, filimi ea passivation e thehoa holim&39;a electrode, e leng se tla etsa hore betri e eketse motlakase oa betri.

Ea pele ea 2: Electrolyte (E Khutlelang) I Ka tlhahlobo ea li-electrode 1 Ho fokotsa matla a betri, karabelo ea phokotso ea electrolyte khahlano le matla a betri le bophelo ba ho potoloha ho tla ama hampe, &39;me ka lebaka la phokotso ea khase ho eketsa betri, ka hona ho lebisa litabeng tsa polokeho. Polative electrode analysis voltage hangata e kholo ho feta 4.5V (e amanang le Li / Li +), kahoo ha ho bonolo ho e hlahloba ka mokhoa o nepahetseng.

Ho e-na le hoo, li-electrolyte li fapane ho feta ho hlahloba. 2, electrolyte e hlahlojoa holim&39;a electrode e mpe: electrolyte ha e phahame ka graphite le li-negatives tse ling tsa pithonal carbon, &39;me ho bonolo ho itšoara haeba e ke ke ea etsolloa. Tlhahlobo ea tharollo ea electrolytic nakong ea tefiso ea mantlha le ho tsoa e tla theha filimi ea passivation holim&39;a eleketrode, &39;me filimi ea passivation e ka thibela tlhahlobo e eketsehileng ea electrolyte le carbon negative electrode.

Ka hona, botsitso ba sebopeho sa electrode ea carbon negative bo bolokiloe. Ka tsela e loketseng, ho fokotseha ha electrolyte ho lekanyelitsoe sethaleng sa sebopeho sa filimi ea passivation, &39;me ts&39;ebetso ha e sa etsahala ha potoloho e tsitsitse. Phokotso ea sebopeho sa letsoai la electrolyte ea filimi ea passivation e ameha ho thehoeng ha filimi ea passivation, e leng ho nolofalletsang ho tsitsisa filimi ea passivation, empa thepa e qhibilihisitsoeng e fokotsehileng ho solvent e ameha hampe ke sehlahisoa sa ho fokotsa lihlahisoa; (2) ho fokotseha ha letsoai la electrolyte Motsoako oa tharollo ea electrolytic o fokotsehile, &39;me qetellong o ile oa etsa hore matla a betri (LiPF6 e fokotsehe ho hlahisa LIF, LiXPF5-X, PF3O le PF3); (3) Ho thehoa ha filimi ea passivation ke ho ja li-ion tsa lithium, tse ka etsang hore matla a polar a se ke a leka-lekana.

Betri eohle e fokotsehile. (4) Haeba ho na le ho phatloha ha filimi ea passivation, molek&39;hule ea solvent e ka fetisetsoa ho etsa hore filimi ea passivation e teteaneng, e sa sebeliseng lithium e ngata feela, empa ho ka khoneha ho thibela micropores holim&39;a carbon, e leng se etsang hore lithium e se ke ea e-ba teng le ho lokolloa Ka lebaka la tahlehelo ea matla e ke keng ea fetoloa. Kenya li-additives tse ling, tse kang CO2, N2O, CO, SO2, joalo-joalo.

, e ka potlakisa sebopeho sa filimi ea passivation, &39;me e ka thibela tšoantšetso le tlhahlobo ea solvent,&39; me ho eketsoa ha moqhaka oa ether organic additive ho na le phello e tšoanang, moo 12 moqhaka 4 ether e leng molemo ka ho fetisisa. Lintlha tsa tahlehelo ea bokhoni ba ho etsa lifilimi: (1) Mofuta oa carbon; (2) metsoako ea electrolyte; (3) li-additives ka electrode kapa electrolyte. BLYR e lumela hore karabelo ea phapanyetsano ea ion e tsoela pele ho tloha ka holim&39;a thepa e sebetsang ho ea bohareng ba eona, karolo e ncha e entsoeng e patoa, &39;me bokaholimo ba likaroloana bo theha ion e tlase le conductivity ea elektronike, kahoo spinel kamora polokelo.

Polarization e ngata ho feta polokelo. ZHANG e sibolla ho senyeha ha papiso ea AC impedance spectrum pele le ka mor&39;a lisebelisoa tsa eleketrode, ka palo e ncha ea lipotoloho, ho hanyetsa ha lera la passivation ho eketsehile, &39;me sebopeho sa sebopeho se fokotsehile. Ho bonahatsa botenya ba passivation layer e eketsoa ka palo ea lipotoloho.

Ho qhibiliha ha manganese le tlhahlobo ea electrolyte ho fella ka ho thehoa ha filimi ea passivation, &39;me maemo a mocheso a phahameng a thusa ho arabela tsena. Sena se tla etsa hore ho be le khanyetso e sa tobang ea likaroloana tse sebetsang le ho eketseha ha Li + ho hanyetsa ho falla, ka hona ho eketsa polarization ea betri, &39;me tefiso le ho tsoa ha li fele,&39; me matla a fokotsehile. II electrolytic solution reductant mechanism electrolyte hangata e na le litšila tse joalo ka oksijene, metsi, carbon dioxide, le liketso tsa oxidative li etsahala nakong ea tefiso ea betri le ts&39;ebetso ea ho tsoa.

Mochine oa phokotso oa electrolyte o kenyelletsa ho fokotsa ho qhibiliha, ho fokotsa electrolyte le ho fokotsa litšila likarolo tse tharo: 1, phokotso ea ho fokotsa solvent PC le EC e kenyelletsa karabelo ea elektronike ho mokhoa oa bobeli oa ho itšoara ka elektronike, mofuta oa bobeli oa li-electron reaction Li2CO3: FONG, joalo-joalo, ea pele Nakong ea ts&39;ebetso ea ho tsoa, ​​matla a electrode a haufi le O.8V.

li / li +), PC / EC e hlahisa karabelo ea electrochemical ka graphite, e hlahisa CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) le LiCO3 (s) , Ho fella ka tahlehelo ea matla e ke keng ea fetoloa ho li-electrode tsa graphite. Aurbach et al bakeng sa mekhoa e mengata ea ho fokotsa li-electrolyte le lihlahisoa tsa eona ka tšepe ea lithium electrode le electrode e thehiloeng ka carbon, e fumane hore RocO2Li le propylene li etsahetse ka mochine oa elektronike oa PC. Roco2li e na le kutloelo-bohloko haholo ho latela metsi.

Sehlahisoa se tiileng ke Li2CO3 le propylene, empa ha ho na Li2CO3 tabeng ea ho omisa. Ein-Eliy o tlalehile hore electrolyte e entsoeng ka diethyl carbonate (DEC) le diomethymethane (DMC), karabelo ea karabelo e hlaha ka betri, &39;me methyl carbonate (EMC) e thehoa,&39; me ho na le tahlehelo e itseng ea tahlehelo ea matla. Tšusumetso.

2, karabelo ea phokotso ea electrolyte ea phokotso ea electrolyte ka kakaretso e nkuoa e ameha ho thehoeng ha bokaholimo ba carbon electrode, ka hona, mefuta le likhakanyo tsa eona li tla ama ts&39;ebetso ea carbon electrode. Maemong a mang, ho fokotseha ha electrolyte ho tlatsetsa ho tsitsitseng ha carbon surface, &39;me ho ka etsa hore ho be le sekhahla se lakatsehang sa passivation. Ka kakaretso ho lumeloa hore electrolyte tšehetsa ke ho le bonolo ho fokotsa ho feta solvent, le phokotso sehlahisoa kenyelletsoa ka eleketrode mpe depositi filimi le ama matla attenuation ea betri.

Lits&39;ebetso tse &39;maloa tsa phokotso tse tšehetsang li-electrolyte li ka etsahala ka tsela e latelang: 3, metsi a phokotso ea ho se hloeke (1) Likahare tsa metsi ka har&39;a electrolyte li tla hlahisa LiOH (S) le Li2O deposition layers, tse sa thuseng ho kenya lithium ion, tse bakang tahlehelo e ke keng ea fetoloa ea bokhoni: H2O + E.→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 e hlahisa LiOH (S) ho beha bokaholimo ba eleketrode, ho etsa filimi e kholo ea holim&39;a metsi e nang le khanyetso e kholo, e sitisang Li + li-electrode tsa graphite tse kentsoeng, tse bakang tahlehelo ea matla e ke keng ea fetoloa. Metsi a mahareng ka har&39;a solvent (100-300×10-6) Ha ho na phello ea ts&39;ebetso ea graphite electrode. (2) CO2 ka solvent e ka fokotsoa holim&39;a electrode e mpe ho theha CO le LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO e tla eketsa betri ka har&39;a betri, ha Li2CO3 (S) e eketsa khanyetso ea betri e eketsa ts&39;ebetso ea betri.

(3) Ho ba teng ha oksijene ka har&39;a solvent ho boetse ho theha Li2O hobane phapang e ka bang teng pakeng tsa lithium ea tšepe le carbon ea lithium e bapileng ka ho feletseng e nyenyane, &39;me ho fokotseha ha electrolyte ka carbon ho tšoana le ho fokotseha ha lithium. Qalong 3: Ho itšehla thajana ho bolela hore betri e lahlehile ka tlhaho e sa sebelisoe. Ho itšeha ha betri ea lithium-ion ho fella ka linyeoe tse peli: e &39;ngoe ke tahlehelo ea matla e ka khutlisoang; ea bobeli ke tahlehelo ea matla a ke keng a khutlisoa.

Ho lahleheloa ke matla ho ka khutlisoa ho bolela hore matla a tahlehelo a ka khutlisoa nakong ea ho lefisa, &39;me tahlehelo ea matla e sa fetoheng e khutlisetsoa morao,&39; me electrode e ntle le e mpe e ka sebelisoa ts&39;ebelisong ea lisele tse nyane le electrolyte sebakeng sa ho tjhaja, &39;me lithium ion e kentsoe le ho tloheloa, ho kenella hantle le ho tima. Li-ion tsa lithium tse kentsoeng li amana feela le li-ion tsa lithium tsa electrolyte, &39;me matla a electrode a nepahetseng le a fosahetseng ka hona ha a leka-lekane. Karolo ena ea tahlehelo ea matla e ke ke ea khutlisoa ha e tjhaja.

Joalo ka: Lithium manganese oxide positive electrode le solvent li ka hlahisa ho itšehla thajana ho bakoang ke ho itšehla thajana: limolek&39;hule tsa solvent (mohlala, PC) li oxidized joalo ka lisele tsa microbial holim&39;a thepa e tsamaisang carbon e ntšo kapa mokelikeli oa hona joale: e ts&39;oanang, ntho e mpe ea electrode e sebetsang E ka &39;na ea itokolla ho tsoa ho tharollo ea electrolytic ho ea ho electrolyte, electrolyte (li-PF) (joaloka LiPF6).

Lithium ion e tlosoa ho electrode e mpe ea microcontroller e le electrode e mpe ea boemo ba ho tjhaja: ho itšehla thajana Lintlha: Ts&39;ebetso ea tlhahiso ea lisebelisoa tse ntle tsa electrode, ts&39;ebetso ea tlhahiso ea betri, thepa ea electrolyte, mocheso, nako. Sekhahla sa ho itšehla thajana se laoloa ka thata ke sekhahla sa oxidation ea solvent, kahoo botsitso ba mokelikeli bo ama bophelo ba polokelo ea betri. Oxidation ea solvent e hlaha ka holim&39;a carbon black, &39;me sebaka sa carbon black surface se khona ho laola sekhahla sa ho itšehla thajana, empa bakeng sa lisebelisoa tsa li-electrode tse ntle tsa LIMN2O4, ho fokotsa bokaholimo ba thepa e sebetsang le eona e tiile, mme sebaka sa mokelli sa hona joale se shebane le ts&39;ebeliso ea solvent oxidation e ke ke ea hlokomolohuoa.

Hona joale e lutiloeng ke diaphragm ea betri e ka boela ea baka ho itšehla thajana ka betri ea lithium ion, empa mokhoa ona o lekanyelitsoe ke ho hanyetsa ha diaphragm, ka tekanyo e tlaase haholo, &39;me ha ho letho le amanang le mocheso. Ha ho nahanoa hore tekanyo ea ho itšehla thajana ea betri e itšetlehile ka matla ka mocheso, ts&39;ebetso ena hase mokhoa o boima oa ho itšehla thajana. Haeba electrode e mpe e le boemong ba motlakase o lekaneng, likahare tsa betri li senyeha, e leng se tla fella ka tahlehelo ea matla ka ho sa feleng.