Uchambuzi wa sababu ya kupunguza utendaji wa uhifadhi wa halijoto ya juu ya betri ya CATL phosphate

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ซัพพลายเออร์สถานีพลังงานแบบพกพา

Catlcatl hutumia betri yake ya kibiashara ya ioni ya phosphate ya lithiamu kuchunguza sababu zake za kupoteza uwezo wa kuhifadhi katika nafasi ya umeme, 60 ° C. Utaratibu wa kupunguza uwezo wa betri kutoka kwa mfumo wa kiwango cha betri na nguzo kwa sifa halisi na tathmini ya utendaji wa kielektroniki. I.

Majaribio ya mchakato wa majaribio kwa kutumia CATL uzalishaji wa betri ya ioni ya fosfeti yenye 86AH. Betri ni nyenzo nzuri ya electrode katika LifePO4, grafiti ni nyenzo hasi ya electrode, kwa kutumia separator ya polyethilini na electrolyte ya LiPF6. Chagua betri 20 zilizo karibu na kundi moja na utendaji wa umeme ili kuhifadhi, jaribu utendaji wa umeme wa betri.

Betri ya 100% ya SOC 60 ° C huhifadhiwa kwenye vyombo vya habari kati ya 2.50 hadi 3.65V, kutokwa kwa 0.

Ukuzaji wa 5C - mzunguko wa malipo. Kisha betri kamili inayoweza kuchajiwa huhifadhiwa kwa 60 ° C. Vile vinavyorudiwa, kurekodi mchakato wa kupunguza uwezo wa betri.

Wakati wa kila jaribio la uwezo, upinzani wa ndani wa DC (DCR) wa betri 5C / 30S hujaribiwa. Pitia betri kupitia nyakati tofauti za kuhifadhi na katika hali ya kutoweka kabisa, ikiwa imetenganishwa kwenye kisanduku cha glavu cha gesi ya AR. Tumia darubini ya elektroni ya kuchanganua utoaji wa hewa chafu ili kuchunguza mofolojia ya polar, tumia kichanganuzi mahususi cha uso ili kupima eneo mahususi la uso.

Katika sanduku la glavu, kipande cha electrode kinafungwa na mkanda wa uwazi, na nyenzo za electrode zinachambuliwa kwa kutumia diffractometer ya X-ray. Kipande cha polar baada ya kufutwa kwa betri ni electrode ya kazi, karatasi ya lithiamu ni electrode ya kukabiliana, na imewekwa ndani ya betri ya buckle ya CR2032, na mali ya electrochemical ya yin na sahani ya chini. Wigo wa kizuizi cha kielektroniki cha betri ya buckle yenye kituo cha kazi cha kielektroniki.

Uchambuzi wa maudhui ya kimsingi ya karatasi ya elektrodi kwa kutumia kielelezo cha utoaji wa plasma ya kufata neno. Pili, matokeo yamejadiliwa 1. Uchanganuzi wa utendakazi wa betri Kielelezo 1 ni kupunguza uwezo wa betri na utendakazi wa chaji na chaji.

Kwa kupanuliwa kwa muda wa kuhifadhi, uwezo wa betri huharibika hatua kwa hatua. Wakati wa kuhifadhi unafikia 575d, kupunguza uwezo wa betri ni 85.8% ya uwezo wa awali.

Betri inachajiwa na kutolewa kwa 0.02 C, na curve ya voltage ya betri ya kati ina ioni za lithiamu zilizopachikwa kutoka kwa wingi wa majukwaa yanayosababishwa na grafiti, ikionyesha kuwa ukuzaji wa 0.02c umetolewa kwa muundo wa grafiti katika muundo wa grafiti wakati wa mchakato wa ioni ya lithiamu.

Inatosha. , Kuondoa kwa ufanisi madhara ya polarization kwenye mizunguko. Kielelezo 1 Kupunguza uwezo wa betri na utendakazi wa chaji na chaji hulinganishwa na 0.

5 ukuzaji, uwiano wa malipo na kutokwa hupunguzwa hadi 0.02c, ambayo inaweza tu kuongeza uwiano wa kuhifadhi uwezo wa betri 181 na 575d hadi 0.8% na 1.

4%. Kwa hiyo, upunguzaji wa uwezo wa betri unaosababishwa na uhifadhi wa muda mrefu wa joto la juu ni upunguzaji wa uwezo usioweza kutenduliwa. Kwa kuongeza, inaonyeshwa kuwa amplitude ya upinzani wa ndani wa DC wa betri huongezeka na sio muhimu, ambayo pia inaonyesha kuwa mgawanyiko wa ndani wa betri sio sababu muhimu ya uhifadhi wa kalenda ya uwezo wa betri usioweza kurekebishwa.

2. Uchambuzi wa Utaratibu wa Kupunguza Uwezo wa Betri Ili kuchanganua chanzo cha uwezo wa betri, betri huchajiwa hadi 100% SOC au huchajiwa hadi 100% DOD baada ya ukuzaji wa 1C. Uchambuzi wa nguzo iliyovunjwa ili kuchunguza athari za uhifadhi wa joto la juu kwenye muundo, utungaji wa vipengele na mali ya electrochemical ya yin na nyenzo duni hai.

Uchanganuzi wa kuzamishwa wa kathodi tofauti za muda wa kuhifadhi joto la juu huteleza katika ramani ya 100% ya DOD XRD. Ikilinganishwa na wigo wa kawaida wa XRD wa LifePO4 na FEPO4, vilele vyote vya mchepuko wa slaidi ya polar vinalingana, hakuna awamu nyinginezo. Mchoro wa 2 Wigo wa XRD wa kathodi ya betri ya nyakati tofauti za kuhifadhi joto la juu Kumbukumbu ya hali ya juu ya laha ya elektroni hupunguza nyakati tofauti za kuhifadhi kwa 100% SOC, ambapo elektrodi hutumika kama kipimo cha elektrodi kinachofanya kazi Betri, chaji na jaribu la kutokwa na 0.

Ukuzaji wa 1C. Uwiano wa kwanza wa kutokwa kwa dutu inayotumika ya cathode ya betri tofauti za wakati wa kuhifadhi ni kubwa kuliko 155 mAh / g, na uwezo maalum wa dutu inayotumika ya cathode bila betri ya uhifadhi iko karibu na uhifadhi wa muundo wa LIFEPO4 bila uharibifu dhahiri. Malipo ya voltage ya mara kwa mara ya betri ya buckle katika Mchoro 3 (c) huongezwa kidogo, lakini jumla ya kiasi cha malipo bado iko karibu na uwezo maalum wa dutu ya kazi ya cathode bila betri ya kuhifadhi.

Mgawanyiko wa cathode ya betri baada ya 575D huongezeka, lakini uwezo wa kuhifadhi lithiamu wa nyenzo za cathode hauathiriwa, na utuaji wa bidhaa ya mtengano wa elektroliti katika utaratibu uliohifadhiwa unaweza kuhusishwa. Mtini. 3 ni betri ya buckle ambayo curve ya malipo na kutokwa kwa betri ya buckle hukusanywa na electrode ya ndani ya betri ambayo haijatatuliwa ni kutoka 181 na 575d, kwa mtiririko huo, na 335.

6 na 327.1 mAh / g, kwa mtiririko huo, kwa mtiririko huo. Betri ya buckle ya anodi ya betri iliyohifadhiwa imegeuzwa kuwa 0.

8% na 3.0%, ikionyesha kwamba uhifadhi wa joto la juu la grafiti ya lithiamu pia ni ndogo sana. Kwa mtazamo wa usalama wa betri, jumla ya kiasi cha anodi katika betri nzima kawaida huzidi 10% ya jumla ya uwezo wa cathode, kwa hivyo upunguzaji wa uwezo usiobadilika wa anode unaosababishwa na uhifadhi wa joto la juu hauathiri uwezo wa betri nzima.

Hifadhi 181 na 575D Anode ni uwezo wa uwiano wa malipo ya kwanza ya kiasi kisichoweza kuzuiwa cha 90.4% na 84.5% ya uwiano wa kwanza wa malipo ya anode, kwa mtiririko huo, na kiwango cha uhifadhi wa uwezo wa betri halisi iko karibu.

Kwa hivyo, sababu muhimu ya kupunguza uwezo wa betri ni upotezaji wa ioni za lithiamu katika betri zote. Kwa muhtasari, uhifadhi wa joto la juu hautaathiri sana utenganisho wa LIFEPO4 na elektroni za grafiti. 100% DOD joto la juu kuhifadhi betri Cathode ya pell ni uwepo, sababu ya kiasi cha lithiamu ion uwezo wa kupokea anode si mabadiliko makubwa katika uwezo wa kubadilisha delatically kazi electrode nyenzo, lakini kutokana na betri katika betri.

Idadi ya ions inakuwa chini. Ioni ya lithiamu inayotumika kwenye betri hutumiwa na kiolesura cha elektrodi / elektroliti ya kiolesura cha elektrodi / elektroliti, na sababu kuu ya upotezaji wa ioni ya lithiamu husaidia kuongeza ufahamu wa utaratibu wa upotezaji wa uwezo wa kuhifadhi. Polar micropatological uchambuzi wa chembe LifePO4 katika cathode katika cathode, ukubwa wa chembe ni kuhusu 200 nm; baada ya hifadhi ya 181D, saizi tupu kati ya chembe za LIFEPO4 haijabadilishwa sana; baada ya uhifadhi wa 575D, pengo kati ya chembe hupunguzwa sana.

Katika anode ya grafiti, wakati wa kuhifadhi umeongezeka, kiasi cha bidhaa tendaji ya upande pia hubadilishwa [Mtini. 4 (d), (e), (f)]. Bidhaa ndogo ya tendaji katika utaratibu wa kuhifadhiwa kwa joto la juu huwekwa kwenye nguzo, na morpholojia ya pole inabadilishwa.

Ili kubainisha ushawishi wa mwitikio mdogo kwa hasara iliyotajwa hapo juu ya ioni ya lithiamu, maudhui ya Li katika kipengele cha yin na kiume yanachambuliwa zaidi ili kuchunguza sababu ya msingi ya kupoteza ioni ya lithiamu. Mchoro 4 Jedwali 1 la mofolojia ya nguzo ya Betri ni matokeo ya jaribio la ICP-OES la 100% ya anodi ya yin ya betri ya SOC. Mabadiliko katika maudhui ya Li kwenye cathode sio dhahiri.

Maudhui ya LI ya anodi pia yanadumishwa kwa kiwango sawa, kwa hivyo jumla ya ukubwa wa yin na nguzo kuu ya LI katika betri tofauti za wakati wa kuhifadhi haijabadilika kwa kiasi kikubwa. Jedwali 1 Betri tofauti za muda wa kuhifadhi (100% SOC) maudhui ya kipengele cha polar Kwa kuwa karatasi ya cathode ya betri ya 100% ya SOC ina chini sana, upotevu wa ioni ya lithiamu amilifu ni muhimu kuweka kwenye anodi. Katika hifadhi ya joto ya juu ya SOC 100%, anode iko katika hali ambayo potium iko katika hali ambayo uwezo ni mdogo sana, na elektroliti huguswa kwa urahisi kwenye uso wake, na ioni za lithiamu hutumiwa, na bidhaa za upande zenye lithiamu.

Ili kuamua muundo wa uso wa lithiamu mumunyifu wa anode, kuvunjwa kwa betri ya DOD 100% kunaonyeshwa, na matokeo yanaonyeshwa katika Jedwali la 2. Jedwali la 2100% betri ya DOD Lithiamu mumunyifu ya Anode hujumuisha uso wa anodi katika mofolojia ya kaboni, ambayo huongezeka kadri muda wa kuhifadhi unavyoongezwa (tazama Jedwali 2), ikionyesha kuwa mchakato wa kuhifadhi betri hutoa idadi kubwa ya vipengele vya chumvi ya lithiamu isokaboni. Chumvi isokaboni ni bidhaa muhimu ya mmenyuko wa kupunguza kutengenezea, ambayo husababishwa na kiasi kikubwa cha mtengano wa electrolyte wakati wa kuhifadhi betri.

Nguvu za Mwitikio wa Electrode Exhaust Spectroscopy (ona Mchoro 5), ingawa RCT ya cathode huongezeka kwa muda wa kuhifadhi joto la juu [Mtini. 5 (a)], lakini cathode RCT ni ndogo, upinzani wa ndani wa betri pia ni ndogo. Anode EIS [Mtini.

5 (b)] RSEi haionekani wazi na muda wa kuhifadhi, lakini RCT huongezwa kwa muda wa kuhifadhi. Kwa sababu ya utuaji wa bidhaa ya athari ndogo ya elektroliti wakati wa uhifadhi wa joto la juu, eneo la uso wa uwiano wa anode hupungua kwa wakati wa kuhifadhi, na eneo maalum la anode la 0, 181 na 575d betri ni 3.42, 2.

97 na 1.84cm2 / g. Eneo la uso la uwiano wa anode hupunguza shughuli ya mmenyuko wa electrochemical ambayo hutokea kwenye uso wa anode, na kusababisha ongezeko la upinzani wa uhamisho wa malipo RCT kwenye uso wa anode / electrolyte.

Mtini. 5 imeelezewa katika wigo wa impedance ya electrochemical ya betri ya buckle. Wakati wa mchakato wa uhifadhi wa joto la juu, anodi ya hali ya lithiamu iko katika hali ya chini ya uwezo, na mmenyuko wa kupunguza elektroliti hutumia ioni za lithiamu hai, na hatimaye hutoa chumvi ya lithiamu isokaboni; joto la juu aliongeza electrolysis Kiwango cha majibu ya kupunguza kioevu, kuwezesha kiasi kikubwa cha ioni ya lithiamu (Mchoro 6).

Zaidi ya hayo, upande anode tendaji amana bidhaa, filamu SEI ni thickened, kusababisha kuzorota kwa utendaji electrode kinetic. Kielelezo cha 6, mashine ya kupunguza uwezo wa kuhifadhi imeonyeshwa. 3.

Utendaji wa uhifadhi wa joto la juu la betri Imeboreshwa kwa sababu ya upotezaji wa uwezo katika mchakato wa uhifadhi wa joto la juu la betri muhimu upotezaji wa ioni ya lithiamu unaosababishwa na athari za upande kutoka kwa uso wa anode, Tangu kuongeza viungio vya utulivu wa filamu ya SEI (ASR) inaweza kuongeza utulivu wa joto la juu la filamu ya SEI, kupunguza reactivity ya upande wa uso wa anode, kupunguza upotezaji wa ioni wa lithiamu. Mchoro 7 Mikondo tofauti ya uhifadhi wa betri ya elektroliti na miundombinu ya uimara wa utando wa SEI huongeza 1% ASR inaweza kuboresha maisha ya uhifadhi wa halijoto ya juu ya betri. Baada ya kuongeza 1% ASR, uwiano wa kuhifadhi uwezo wa 575D uliongezeka kutoka 85.

8% hadi 87.5% [Kielelezo 7 (a)]. Kiwango cha Kusonga cha DCR ni cha chini sana kuliko ile ya elektroliti ya msingi, na maudhui ya kiwanja chenye anode yenye lithiamu pia imepungua (Jedwali 3).

Uchambuzi wa DSC unafanywa kwa anodi ya betri ya 100% ya SOC [Mtini. 7 (b)], ufyonzwaji wa joto hufikia kilele chini ya 100 ° C kwa kutengenezea mabaki. Jedwali 3 Kabla ya anode mumunyifu lithiamu 100% DOD betri, anode mumunyifu lithiamu ni aliongeza, na anode 90 ° C huanza exotherm, ambayo ni iliyooza kwa anode uso SEI; baada ya kuongeza ASR, joto la mtengano huongezeka hadi 101 ° C.

Baada ya kuongeza ASR, utulivu wa mafuta wa SEI umeboreshwa kwa kiasi kikubwa, na hasara ya ioni ya lithiamu inaweza kupunguzwa kwa ufanisi, na maisha ya kuhifadhi betri yanaweza kuboreshwa. Tatu, hitimisho la mwisho linachambua sifa za kielektroniki, fizikia ya polar na sifa za elektrokemikali za uhifadhi wa joto la juu wa betri ya ioni ya phosphate, na kugundua kuwa upotezaji wa uwezo wa betri katika uhifadhi wa joto la juu ni muhimu kutoka kwa elektroliti ya kupunguza anodi katika uwezo mdogo. , Kusababisha upotevu wa ioni ya lithiamu.

Bidhaa ndogo-tendaji ya elektroliti ya kupunguza anodi huwekwa kwenye anodi, na sehemu ya isokaboni kwenye amana huzuia uenezaji wa ioni ya lithiamu, ili kinetiki ya mmenyuko wa anode itapungua. Kwa kuongeza thermostability ya utando wa SEI katika elektroliti ili kuboresha kwa ufanisi uthabiti wa mafuta ya filamu ya SEI, kupunguza mmenyuko wa kupunguza elektroliti, kupunguza matumizi ya ioni ya lithiamu hai, na kuboresha maisha ya uhifadhi wa joto la juu.