Reasons for depth analysis of lithium ion batteries

2022/04/08

ผู้เขียน :Iflowpower –ผู้จัดจำหน่ายสถานีไฟฟ้าแบบพกพา

เนื่องจากอายุการใช้งานสูง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงถูกใช้อย่างกว้างขวาง โดยขยายเวลาใช้งาน ปัญหาโปน ประสิทธิภาพความปลอดภัยไม่เหมาะ และการลดทอนแบบหมุนเวียนก็รุนแรงขึ้น ทำให้การวิเคราะห์และปราบปรามความลึกของแบตเตอรี่ลิเธียม การวิจัย . จากประสบการณ์การวิจัยและพัฒนาเชิงทดลอง ผู้เขียนได้แบ่งสาเหตุของแบตเตอรี่ลิเธียมออกเป็นสองประเภท ประเภทหนึ่งคือการโป่งที่เกิดจากความหนาของแบตเตอรี่ ในระบบแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน ปัจจัยเด่นของความหนาของแบตเตอรี่จะแตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น ในแบตเตอรี่ขั้วลบลิเธียมไททาเนต ปัจจัยหลักของการโปนคือดรัม ในระบบอิเล็กโทรดลบกราไฟท์ ความหนาของเสาหนาและโป่งของพระราชบัญญัติการจ่ายก๊าซ ขั้นแรก ความหนาของขั้วอิเล็กโทรดเปลี่ยนไปในการใช้แบตเตอรี่ลิเธียม และความหนาของขั้วอิเล็กโทรดที่มีการเปลี่ยนแปลงความหนา โดยเฉพาะขั้วลบกราไฟท์ ตามข้อมูลที่มีอยู่ แบตเตอรี่ลิเธียมได้ผ่านการจัดเก็บและหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะตีกลอง โดยมีอัตราการเติบโตความหนาประมาณ 6% ถึง 20% โดยที่อัตราส่วนการขยายตัวของขั้วบวกเพียง 4% และค่าลบ อัตราส่วนการขยายตัวคือ 20%

สาเหตุของการโป่งของความหนาของการเปลี่ยนแปลงแบตเตอรี่ลิเธียมได้รับผลกระทบจากสาระสำคัญของกราไฟท์ กราไฟต์ขั้วลบเกิดเป็น LICX (LIC24, LiC12 และ LIC6 เป็นต้น) และระยะห่างเชิงเส้นเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้เกิดความเค้นภายในด้วยกล้องจุลทรรศน์ ส่งผลให้ขั้วลบขยายตัว

รูปด้านล่างเป็นแผนผังโครงสร้างแผนผังของแผ่นอิเล็กโทรดลบกราไฟท์ในตำแหน่งและประจุและการคายประจุ การขยายตัวของขั้วลบกราไฟท์ส่วนใหญ่เกิดจากการขยายตัวที่ไม่มีประสิทธิภาพ ส่วนนี้ของการขยายตัวส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของขนาดอนุภาค สารยึดเกาะ และแผ่นขั้ว

การขยายตัวของอิเล็กโทรดลบทำให้แกนกลางเสียรูป และอิเล็กโทรดจะเกิดขึ้นระหว่างไดอะแฟรม และอนุภาคอิเล็กโทรดลบก่อตัวเป็นไมโครแคร็ก ฟิล์มโซลิดอิเล็กโทรไลต์เฟสอินเตอร์เฟส (SEI) แตกและรีคอมบิแนนท์ ใช้อิเล็กโทรไลต์ และยับยั้ง ประสิทธิภาพการหมุนเวียน มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อขั้วไฟฟ้าขั้วลบ และลักษณะของกาวและพารามิเตอร์โครงสร้างของแผ่นขั้วมีความสำคัญที่สุดสองประการ กาวที่ใช้กันทั่วไปในขั้วลบกราไฟท์คือ SBR โมดูลัสยืดหยุ่นของกาวที่แตกต่างกัน ความแข็งแรงเชิงกลต่างกัน และผลกระทบต่อความหนาของเพลตต่างกัน

แรงหมุนหลังจากการเคลือบผิวสำเร็จยังได้รับผลกระทบจากความหนาของแผ่นอิเล็กโทรดลบในแบตเตอรี่ด้วย ภายใต้ความเครียดเดียวกัน ยิ่งโมดูลัสยืดหยุ่นของกาวมากเท่าใด ชั้นวางทางกายภาพของขั้วก็จะยิ่งเล็กลง เมื่อชาร์จ เนื่องจากการฝัง Li + การขยายตัวของกราไฟท์ขัดแตะ ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการเสียรูปของอนุภาคอิเล็กโทรดลบและ SBR ความเครียดภายในถูกปล่อยออกมาอย่างสมบูรณ์ ทำให้อัตราการขยายตัวเชิงลบเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว SBR อยู่ในขั้นตอนของการเปลี่ยนรูปพลาสติก ส่วนนี้ของอัตราส่วนการขยายตัวสัมพันธ์กับโมดูลัสยืดหยุ่นของ SBR ซึ่งนำไปสู่โมดูลัสยืดหยุ่นที่ใหญ่ขึ้นและความแข็งแรงของ SBR และการขยายตัวของการขยายตัวที่ไม่สามารถย้อนกลับได้จะมีขนาดเล็กลง

เมื่อปริมาณ SBR ไม่สอดคล้องกัน ความดันจะแตกต่างกันเมื่อกดลูกกลิ้งขั้วโลก และความแตกต่างของแรงดันทำให้เกิดความเค้นตกค้างที่เกิดจากขั้ว ความเค้นตกค้างที่มากขึ้น นำไปสู่การขยายตัวของชั้นวางก่อนทางกายภาพ ไฟฟ้าเต็ม และ อัตราการขยายตัวของพลังงานที่ว่างเปล่า ยิ่งเนื้อหา SBR น้อยลง ความดันในการรีดยิ่งเล็กลง ชั้นวางทางกายภาพน้อยลง อัตราส่วนการขยายตัวของกระแสไฟฟ้าก่อนเกิดไฟฟ้าและอิเล็กโทรคอสซิติสที่ว่างเปล่า การขยายตัวเชิงลบที่เล็กลงทำให้แกนกลางเสียรูป ส่งผลต่อค่าลบ ระดับลิเธียมคือ อัตราการแพร่กระจายของลิเธียมและ Li + จึงส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของวงจรแบตเตอรี่ ประการที่สอง ปริมาณก๊าซภายในของแบตเตอรี่จำนวนมากที่เกิดจากก๊าซจากแบตเตอรี่เป็นสาเหตุสำคัญอีกประการหนึ่งที่ทำให้แบตเตอรี่โปน ไม่ว่าจะเป็นวงจรอุณหภูมิของแบตเตอรี่ จากผลการวิจัยในปัจจุบัน สาระสำคัญของแกนไฟฟ้าบวมเกิดจากการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์

การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์มีสองกรณี หนึ่งคือสิ่งเจือปนของอิเล็กโทรไลต์ เช่น ความชื้นและโลหะเจือปนเพื่อย่อยสลายของไหลอิเล็กโทรไลต์ และอีกกรณีหนึ่งคือของไหลอิเล็กโทรไลต์ต่ำเกินไป ซึ่งทำให้เกิดการสลายตัวระหว่างการชาร์จ และในอิเล็กโทรไลต์ ตัวทำละลาย เช่น EC, DEC ถูกสร้างขึ้นหลังจากได้รับอิเล็กตรอน และผลที่ตามมาโดยตรงของปฏิกิริยาอนุมูลอิสระคือ ไฮโดรคาร์บอน เอสเทอร์ อีเทอร์ และ CO2 เป็นต้น หลังจากการประกอบแบตเตอรี่ลิเธียมเสร็จสิ้น ก๊าซจำนวนเล็กน้อยจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และก๊าซเหล่านี้หลีกเลี่ยงไม่ได้และที่เรียกว่าแหล่งการสูญเสียกำลังการผลิตแกนไฟฟ้าที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในระหว่างกระบวนการประจุและคายประจุครั้งแรก อิเล็กตรอนจะไปถึงสารละลายอิเล็กโทรไลต์ด้วยสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของอิเล็กโทรดลบหลังจากวงจรภายนอก ก่อตัวเป็นก๊าซ

ในกระบวนการนี้ SEI จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดลบกราไฟต์ ด้วยความหนาของ SEI ที่เพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนไม่สามารถทะลุผ่านการเกิดออกซิเดชันอย่างต่อเนื่องของอิเล็กโทรไลต์ได้ ในช่วงอายุแบตเตอรี่ ปริมาณก๊าซภายในจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เนื่องจากสาเหตุของสิ่งสกปรกหรือความชื้นในอิเล็กโทรไลต์หรือในอิเล็กโทรไลต์ การมีอิเล็กโทรไลต์จำเป็นต้องมีการแยกออกอย่างจริงจังและการควบคุมความชื้นไม่เข้มงวด

สารละลายอิเล็กโทรไลต์นั้นไม่เข้มงวด และไม่ได้ใส่ก้อนแบตเตอรี่ลงไปในน้ำอย่างเคร่งครัด ทำให้เกิดการจ่ายเชิงมุม และการล้นของแบตเตอรี่จะช่วยเร่งการผลิตก๊าซของแบตเตอรี่ด้วย ความเร็วทำให้แบตเตอรี่เสีย ในระบบต่างๆ ปริมาณการผลิตแบตเตอรี่จะแตกต่างกัน

ในแบตเตอรี่ขั้วลบกราไฟท์ สาเหตุของการผลิตก๊าซส่วนใหญ่เกิดจากการก่อตัวของฟิล์ม SEI ความชื้นในแบตเตอรี่เกิน และการไหลของสารเคมีผิดปกติ บรรจุภัณฑ์ไม่ดี และอัตราส่วนการเรืองแสงของแบตเตอรี่ในลิเธียมไททาเนต ระบบแบตเตอรี่ NCM ควรจริงจังกว่านี้ นอกจากสิ่งเจือปน ความชื้น และกระบวนการในอิเล็กโทรไลต์แล้ว ความแตกต่างอีกประการจากอิเล็กโทรดขั้วลบกราไฟต์ก็คือ ลิเธียมไททาเนตไม่สามารถเป็นเหมือนแบตเตอรี่อิเล็กโทรดขั้วลบกราไฟท์ ซึ่งก่อตัวเป็นฟิล์ม SEI บนพื้นผิวของมัน ซึ่งขัดขวางปฏิกิริยาของอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์จะสัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวของ Li4Ti5O12 ระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ส่งผลให้พื้นผิวของวัสดุ Li4Ti5O12 ลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจเป็นสาเหตุหลักของอาการท้องอืดของแบตเตอรี่ Li4Ti5o12

ส่วนประกอบหลักของก๊าซ ได้แก่ H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 เป็นต้น เมื่อลิเธียมไททาเนตถูกแช่ในอิเล็กโทรไลต์แยกกัน จะมีการผลิต CO2 เท่านั้น และหลังจากเตรียมแบตเตอรี่ด้วยวัสดุ NCM แล้ว ก๊าซที่เกิดขึ้น ได้แก่ H2, CO2, CO และก๊าซไฮโดรคาร์บอนจำนวนเล็กน้อย และหลังจากแบตเตอรี่ เฉพาะในรอบวงจร เมื่อชาร์จและคายประจุ H2 จะถูกสร้างขึ้น และในก๊าซที่สร้างขึ้น ปริมาณ H2 เกิน 50% สิ่งนี้บ่งชี้ว่าก๊าซ H2 และ CO จะถูกสร้างขึ้นระหว่างการชาร์จและการคายประจุ

LIPF6 มีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์: PF5 เป็นกรดที่แรงมาก ซึ่งง่ายต่อการทำให้เกิดการสลายตัวของคาร์บอเนต และเพิ่มปริมาณของ PF5 เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น PF5 มีส่วนช่วยในการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดก๊าซ CO2, CO และ CXHY จากการวิจัยที่เกี่ยวข้อง การผลิต H2 มาจากปริมาณน้ำในอิเล็กโทรไลต์ แต่ปริมาณน้ำในอิเล็กโทรไลต์ทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 20 ¡Á 10-6 ซึ่งต่ำมากสำหรับผลผลิตของ H2

การทดลองของ Wu Kai มหาวิทยาลัย Shanghai Jiaotong ถูกใช้เป็นแบตเตอรี่สำหรับกราไฟท์ / NCM111 สรุปได้ว่าที่มาของ H2 คือการสลายตัวของคาร์บอเนตภายใต้ไฟฟ้าแรงสูง ในปัจจุบัน มีสามวิธีในการปราบปรามแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนต

, ระบบตัวทำละลาย; สาม ปรับปรุงเทคโนโลยีกระบวนการแบตเตอรี่

ติดต่อเรา
เพียงแค่บอกความต้องการของคุณเราสามารถทำได้มากกว่าที่คุณสามารถจินตนาการได้
ส่งคำถามของคุณ
Chat with Us

ส่งคำถามของคุณ

เลือกภาษาอื่น
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
ภาษาปัจจุบัน:ภาษาไทย