Sababu za uchambuzi wa kina wa betri za ioni za lithiamu

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Kutokana na maisha yake ya juu, betri ya lithiamu-ioni hutumiwa sana, pamoja na upanuzi wa muda wa matumizi, tatizo la bulging, utendaji wa usalama sio bora na mzunguko wa attenuation pia ni mbaya zaidi, na kusababisha uchambuzi na ukandamizaji wa Utafiti wa kina wa betri ya lithiamu. Kulingana na utafiti wa majaribio na uzoefu wa maendeleo, mwandishi hugawanya sababu za betri za lithiamu katika makundi mawili, moja ni bulging inayosababishwa na unene wa betri (pili, kutokana na bulging ya oxidation ya kioevu electrolytic). Katika mifumo tofauti ya betri, sababu kuu za unene wa betri ni tofauti.

Kwa mfano, katika betri ya lithiamu titanate hasi electrode, sababu kuu za bulging ni ngoma; katika mfumo wa electrode hasi ya grafiti, unene wa unene wa pole na kueneza kwa Sheria ya usambazaji wa gesi. Kwanza, unene wa pole ya electrode hubadilishwa katika matumizi ya betri za lithiamu, na unene wa pole ya electrode kuwa na mabadiliko ya unene, hasa electrode hasi ya grafiti. Kulingana na data iliyopo, betri ya lithiamu imepitisha uhifadhi wa joto la juu na mzunguko, ambayo inakabiliwa na kupiga ngoma, na kiwango cha ukuaji wa unene wa karibu 6% hadi 20%, ambapo uwiano mzuri wa upanuzi wa polar ni 4% tu, na uwiano hasi wa upanuzi ni 20%.

Sababu ya mizizi ya kuongezeka kwa unene wa mabadiliko ya betri ya lithiamu huathiriwa na kiini cha grafiti. Grafiti ya elektrodi hasi huunda LICX (LIC24, LiC12 na LIC6, nk.), na mabadiliko ya nafasi ya mstari, na kusababisha uundaji wa mkazo wa ndani wa microscopic, na kusababisha Elektrodi hasi Kupanua.

Takwimu hapa chini ni chati ya kimuundo ya muundo wa sahani ya electrode hasi ya grafiti mahali na malipo na kutokwa. Upanuzi wa electrode hasi ya grafiti husababishwa hasa na upanuzi usio na ufanisi. Sehemu hii ya upanuzi inahusiana hasa na muundo wa ukubwa wa chembe, wakala wa wambiso na karatasi ya pole.

Upanuzi wa electrode hasi husababisha ulemavu wa msingi, na electrode huundwa kati ya diaphragm, na chembe hasi za electrode huunda microcrack, filamu imara ya awamu ya electrolyte (SEI) imevunjwa na kuunganishwa tena, kuteketeza elektroliti, na kuzuia utendaji unaozunguka. Kuna mambo mengi yanayoathiri miti ya electrode hasi, na asili ya wambiso na vigezo vya kimuundo vya karatasi ya polar ni mbili muhimu zaidi. Wambiso unaotumiwa kwa kawaida katika elektrodi hasi ya grafiti ni SBR, moduli tofauti ya wambiso ya wambiso, nguvu tofauti za mitambo na athari tofauti kwenye unene wa sahani.

Nguvu ya kusonga baada ya mipako ya kumaliza pia huathiriwa na unene wa sahani hasi ya electrode kwenye betri. Chini ya dhiki hiyo hiyo, moduli kubwa ya elastic ya wambiso, ndogo ya rafu ya kimwili ya polarity, wakati wa malipo, kutokana na upachikaji wa Li +, upanuzi wa kimiani ya grafiti; wakati huo huo, kutokana na deformation ya chembe hasi electrode na SBR, dhiki ya ndani hutolewa kabisa , Fanya kiwango cha upanuzi hasi kuongezeka kwa kasi, SBR iko katika hatua ya deformation ya plastiki. Sehemu hii ya uwiano wa upanuzi inahusiana na moduli ya elastic ya SBR, ambayo inaongoza kwa moduli kubwa ya elastic na nguvu ya SBR, na ndogo ya upanuzi wa upanuzi usioweza kurekebishwa.

Wakati kiasi cha SBR hakiendani, shinikizo ni tofauti wakati roller ya polar inasisitizwa, na tofauti ya shinikizo husababisha dhiki iliyobaki inayozalishwa na pole, mkazo mkubwa zaidi wa mabaki, unaosababisha upanuzi wa awali wa shelving, umeme kamili na uwiano wa upanuzi wa nguvu tupu; maudhui ya chini ya SBR, shinikizo la rolling ni ndogo, rafu ndogo za kimwili, uwiano wa upanuzi wa umeme wa awali na electrocositis tupu, upanuzi mdogo husababisha ulemavu wa msingi, huathiri hasi Kiwango cha lithiamu ni lithiamu na Li + kiwango cha uenezi, na hivyo kutoa athari kubwa juu ya utendaji wa mzunguko wa betri. Pili, ulaji wa gesi ya ndani ya betri ya wingi unaosababishwa na gesi ya betri ni sababu nyingine muhimu ambayo husababisha betri bulging, iwe ni mzunguko wa joto la betri, mzunguko wa joto la juu, shelving ya joto la juu, hutoa digrii tofauti za gesi ya bulging. Kwa mujibu wa matokeo ya utafiti wa sasa, kiini cha uvimbe wa msingi wa umeme husababishwa na mtengano wa electrolyte.

Kuna matukio mawili ya mtengano wa elektroliti, moja ni uchafu wa elektroliti, kama vile unyevu na uchafu wa chuma kuoza giligili ya elektroliti, na nyingine ni ya chini sana ya giligili ya elektroliti, ambayo husababisha mtengano wakati wa kuchaji, na katika Vimumunyisho vya elektroliti kama vile EC, DEC hutolewa baada ya kupata elektroni, na athari za moja kwa moja za elektroni za kaboni na kaboni ya bure. nk. Baada ya mkutano wa betri ya lithiamu kukamilika, kiasi kidogo cha gesi hutolewa wakati wa mchakato uliotanguliwa, na gesi hizi haziepukiki, na kinachojulikana kama chanzo cha upotezaji wa uwezo usioweza kubadilika wa umeme. Wakati wa malipo ya kwanza na mchakato wa kutokwa, elektroni hufikia ufumbuzi wa electrolytic na ufumbuzi wa electrolytic wa electrode hasi baada ya mzunguko wa nje, na kutengeneza gesi.

Katika mchakato huu, SEI huundwa juu ya uso wa electrode hasi ya grafiti, na unene wa ongezeko la SEI, elektroni haziwezi kupenya oxidation inayoendelea ya electrolyte. Wakati wa maisha ya betri, kiasi cha gesi ya ndani itaongezeka kwa hatua kwa hatua, kwa sababu ya sababu ya uchafu au unyevu katika electrolyte au katika electrolyte. Uwepo wa elektroliti unahitaji kuwatenga sana, na udhibiti wa unyevu sio mkali.

Suluhisho la electrolytic yenyewe sio kali, na pakiti ya betri haijaingizwa kwa ukali ndani ya maji, usambazaji wa angular unasababishwa, na overtilization ya betri pia itaharakisha uzalishaji wa gesi ya betri. Kasi, na kusababisha kushindwa kwa betri. Katika mifumo tofauti, kiasi cha uzalishaji wa betri ni tofauti.

Katika betri ya electrode hasi ya grafiti, sababu ya uzalishaji wa gesi ni hasa kutokana na malezi ya filamu ya SEI, unyevu kwenye betri umezidi, na mtiririko wa kemikali ni usio wa kawaida, mfuko ni duni, na uwiano wa florescent ya betri katika titanate ya lithiamu Mfumo wa betri wa NCM unapaswa kuwa mbaya zaidi. Mbali na uchafu, unyevu na michakato katika electrolyte, tofauti nyingine kutoka kwa electrode hasi ya grafiti ni kwamba titanati ya lithiamu haiwezi kuwa kama betri ya electrode hasi ya grafiti, na kutengeneza filamu ya SEI juu ya uso wake, kuzuia majibu yake ya Electrolyte. Electroliti daima hugusana moja kwa moja na uso wa Li4Ti5O12 wakati wa malipo na kutokwa, na kusababisha kupunguzwa kwa uso wa nyenzo za Li4Ti5O12, ambayo inaweza kuwa sababu ya mizizi ya Li4Ti5o12 gesi gesi.

Sehemu kuu za gesi ni H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, nk. Wakati titanate ya lithiamu inapoingizwa kando katika electrolyte, CO2 pekee huzalishwa, na baada ya kuandaa betri na nyenzo za NCM, gesi zinazozalishwa ni pamoja na H2, CO2, CO, na kiasi kidogo cha hidrokaboni za gesi, na baada ya betri, tu katika mzunguko Wakati wa malipo na kutokwa, H2 huzalishwa, na katika maudhui ya gesi ya H2 huzidi 5%. Hii inaonyesha kuwa gesi ya H2 na CO itazalishwa wakati wa malipo na kutokwa.

LIPF6 ipo katika elektroliti: PF5 ni asidi kali sana, ambayo ni rahisi kusababisha mtengano wa carbonate, na kuongeza kiasi cha PF5 pamoja na ongezeko la joto. PF5 inachangia mtengano wa electrolyte, huzalisha CO2, CO na gesi ya CXHY. Kulingana na utafiti husika, utengenezaji wa H2 unatokana na maji ya kufuatilia katika elektroliti, lakini maudhui ya maji katika elektroliti ya jumla ni takriban 20 ¡Á 10-6, ambayo ni ya chini sana kwa Mavuno ya H2.

Jaribio la Wu Kai la Chuo Kikuu cha Shanghai Jiaotong lilitumika kama betri ya grafiti / NCM111. Hitimisho lilihitimisha kuwa chanzo cha H2 ni mtengano wa carbonate chini ya voltage ya juu. Kwa sasa, kuna suluhisho tatu za kukandamiza betri za lithiamu titanate.

, Mfumo wa kutengenezea; tatu, kuboresha teknolojia ya mchakato wa betri.