Skäl till djupanalys av litiumjonbatterier

著者：Iflowpower – Portable Power Station ပေးသွင်းသူ

På grund av dess höga livslängd används litiumjonbatterier i stor utsträckning, med förlängning av användningstiden, problemet med utbuktning, säkerhetsprestandan är inte idealisk och cirkulerande dämpning är också allvarligare, vilket orsakar analys och undertryckande av litiumbatteridjupforskning. Enligt experimentell forskning och utvecklingserfarenhet delar författaren in orsakerna till litiumbatterier i två kategorier, den ena är utbuktning orsakad av batteriets tjocklek (för det andra på grund av utbuktning av den elektrolytiska vätskans oxidation). I olika batterisystem är de dominerande faktorerna för batteritjockleken olika.

Till exempel, i det negativa elektrodbatteriet av litiumtitanat är huvudfaktorerna för utbuktningen trumman; i grafit negativa elektrodsystemet, tjockleken av poltjockleken och utbuktningen av gastillförsellagen. Först ändras tjockleken på elektrodpolen vid användning av litiumbatterier, och tjockleken på elektrodpolen har en tjockleksförändring, speciellt grafit negativa elektroden. Enligt befintliga data har litiumbatteriet passerat högtemperaturlagring och cirkulation, vilket är benäget att trumma, med en tjocklekstillväxt på cirka 6% till 20%, där det positiva polära expansionsförhållandet endast är 4% och det negativa expansionsförhållandet är 20%.

Grundorsaken till utbuktning av tjockleken på litiumbatteribyten påverkas av essensen av grafit. Den negativa elektrodgrafiten bildar LICX (LIC24, LiC12 och LIC6, etc.), och det linjära avståndet ändras, vilket resulterar i bildandet av mikroskopisk inre spänning, vilket resulterar i en negativ elektrod Expand.

Figuren nedan är ett schematiskt strukturdiagram över strukturen av grafitnegativa elektrodplattan på plats och laddning och urladdning. Expansionen av den negativa grafitelektroden orsakas huvudsakligen av ineffektiv expansion. Denna del av expansionen är huvudsakligen relaterad till strukturen av partikelstorlek, lim och polskiva.

Expansionen av den negativa elektroden gör att kärnan deformeras, och elektroden bildas mellan membranet, och de negativa elektrodpartiklarna bildar en mikrospricka, filmen med fast elektrolytfasgränssnitt (SEI) är bruten och rekombinant, förbrukar elektrolyt och rengör cirkulationsprestandan. Det finns många faktorer som påverkar de negativa elektrodpolerna, och bindemedlets natur och det polära arkets strukturella parametrar är två av de viktigaste. Det lim som vanligtvis används i grafit negativ elektrod är SBR, olika lim elasticitetsmodul, olika mekanisk styrka och olika effekter på plattans tjocklek.

Rullkraften efter ytbeläggningen påverkas också av tjockleken på den negativa elektrodplattan i batteriet. Under samma påfrestning, ju större elasticitetsmodulen för limmet är, desto mindre blir den fysiska hyllan med polaritet, vid laddning, på grund av Li+-inbäddning, grafitgittrets expansion; Samtidigt, på grund av deformationen av de negativa elektrodpartiklarna och SBR, frigörs den inre spänningen helt , Få den negativa expansionshastigheten att öka kraftigt, SBR är i stadiet av plastisk deformation. Denna del av expansionsförhållandet är relaterad till elasticitetsmodulen för SBR, vilket leder till att ju större elasticitetsmodulen och styrkan hos SBR, och desto mindre expansionen av irreversibel expansion.

När mängden SBR är inkonsekvent, är trycket annorlunda när den polära rullen pressas, och tryckskillnaden orsakar den kvarvarande spänningen som produceras av polen, desto större är kvarvarande spänning, vilket leder till den pre-fysiska hyllexpansionen, full elektricitet och Empty power expansion ratio; ju mindre SBR-innehåll, desto mindre tryck på rullningen, desto mindre fysiska hyllor, expansionsförhållandet för förelektriciteten och den tomma elektrokositen, desto mindre får den negativa expansionen kärnan att deformeras, påverkar den negativa Graden av litium är litium och Li + diffusionshastighet, vilket genererar en allvarlig inverkan på battericykelns prestanda. För det andra är det interna gasintaget av bulkbatteriet orsakat av batterigas en annan viktig orsak som orsakar batteriutbuktning, oavsett om det är batteritemperaturcykel, högtemperaturcykel, högtemperaturhylla, producerar det olika grader av utbuktande gas. Enligt aktuella forskningsresultat orsakas kärnan i den elektriska kärnans svullnad av nedbrytningen av elektrolyt.

Det finns två fall av elektrolytsönderdelning, det ena är en förorening i elektrolyten, såsom fukt och metallföroreningar för att sönderdela elektrolytvätskan, och det andra är för lågt av elektrolytvätskan, vilket orsakar sönderdelningen under laddning, och i elektrolyten bildas lösningsmedel som EC, DEC efter att ha erhållit elektroner av fria radikaler, och de direkta följderna av reaktionselektroner är kolväten, och CO2 osv. Efter att litiumbatteriaggregatet är färdigt, genereras en liten mängd gas under den förutbestämda processen, och dessa gaser är oundvikliga, och den så kallade elektriska kärnan oåterkallelig källa för kapacitetsförlust. Under den första laddningen och urladdningsprocessen når elektronerna elektrolytlösningen med elektrolytlösningen av den negativa elektroden efter den externa kretsen och bildar en gas.

I denna process bildas SEI på ytan av grafitnegativa elektroden, med tjockleken på SEI-ökningen kan elektroner inte penetrera den kontinuerliga oxidationen av elektrolyten. Under batteritiden kommer den interna gasvolymen gradvis att öka, på grund av föroreningar eller fukt i elektrolyten eller i elektrolyten. Närvaron av elektrolyten kräver allvarlig uteslutning, och fuktkontroll är inte strikt.

Den elektrolytiska lösningen i sig är inte strikt, och batteripaketet introduceras inte strikt i vatten, vinkeldispenseringen orsakas och övertiliseringen av batteriet kommer också att påskynda batteriets gasproduktion. Hastighet, orsakar batterifel. I olika system är mängden batteriproduktion olika.

I det negativa elektrodbatteriet i grafit beror orsaken till gasproduktionen huvudsakligen på SEI-filmbildningen, fukten i batteriet överskrids och det kemiska flödet är onormalt, förpackningen är dålig och batteriets fluorescensförhållande i litiumtitanatet NCM-batterisystemet borde vara allvarligare. Förutom föroreningarna, fukten och processerna i elektrolyten, är en annan skillnad mot grafitnegativa elektroden att litiumtitanat inte kan vara som ett grafitnegativ elektrodbatteri, som bildar en SEI-film på dess yta, vilket hämmar dess elektrolytreaktion. Elektrolyten är alltid direkt i kontakt med ytan av Li4Ti5O12 under laddning och urladdning, vilket resulterar i en kontinuerlig minskning av ytan av Li4Ti5O12-material, vilket kan vara grundorsaken till Li4Ti5O12-batteriets gasbildning.

Huvudkomponenterna i gasen är H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, etc. När litiumtitanatet är separat nedsänkt i elektrolyten, produceras endast CO2, och efter att ha förberett ett batteri med ett NCM-material, inkluderar de genererade gaserna H2, CO2, CO och en liten mängd gasformiga kolväten, och efter batteriet, endast i cykeln. Vid laddning och urladdning genereras H2, och i gasinnehållet överstiger H2 % Detta indikerar att H2- och CO-gas kommer att genereras under laddning och urladdning.

LIPF6 finns i elektrolyten: PF5 är en mycket stark syra, som är lätt att orsaka nedbrytning av karbonat, och öka mängden PF5 med temperaturökning. PF5 bidrar till elektrolytnedbrytning och producerar CO2, CO och CXHY-gas. Enligt relevant forskning kommer produktionen av H2 från spårvatten i elektrolyten, men vattenhalten i den allmänna elektrolyten är cirka 20 ¡Á 10-6, vilket är mycket lågt för utbytet av H2.

Shanghai Jiaotong University Wu Kais experiment användes som ett batteri för grafit / NCM111. Slutsatsen drog slutsatsen att källan till H2 är nedbrytningen av karbonat under hög spänning. För närvarande finns det tre lösningar för undertryckande av litiumtitanatbatterier.

, Lösningsmedelssystem; tredje, förbättra batteriprocessteknik.