แบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จแบบนิ่มทำให้โป่งพองเป็นสาเหตุของอาการสรุปแบบซุปเปอร์

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีขนาดใหญ่เกินไป ตามประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยเชิงทดลองและการพัฒนา ผู้เขียนแบ่งสาเหตุของการบวมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนออกเป็น 3 ประเภท ประการแรก ความหนาของเซลล์แบตเตอรี่เกิดจากการขยายตัวในระหว่างรอบการทำงาน ประการที่สอง เกิดจากการโป่งพองของออกซิเดชันของของเหลวอิเล็กโทรไลต์

ประการที่สาม ชุดแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใส่เข้าไปในส่วนที่โป่งพองซึ่งเกิดจากน้ำหรือความเสียหายเชิงมุมโดยเฉพาะ ในระบบแบตเตอรี่ต่างๆ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความหนาของแบตเตอรี่แตกต่างกัน เช่น ในเซลล์แบตเตอรี่อิเล็กโทรดลบลิเธียมไททาเนต ปัจจัยสำคัญของการโป่งพองคือถังแก๊ส ในระบบอิเล็กโทรดลบกราไฟต์ ความหนาของขั้วและความใหญ่ของแบตเตอรี่ เพื่อส่งเสริมการใช้งาน I.

ความหนาของขั้วอิเล็กโทรดที่แปรผันตามปัจจัยการขยายตัวเชิงลบของกราไฟท์และกลไกการอภิปรายว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีการเพิ่มขึ้นในกระบวนการชาร์จเพื่อการขยายตัวเชิงลบ อัตราการขยายตัวของอิเล็กโทรดบวกมีเพียง 2 ~ 4% และอิเล็กโทรดลบโดยปกติแล้วจะทำจากกราไฟท์ที่เหนียว การเชื่อมต่อองค์ประกอบคาร์บอนที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งอัตราส่วนการขยายตัวของวัสดุกราไฟต์เองจะอยู่ที่ประมาณ 10% ซึ่งทำให้เกิดปัจจัยที่มีอิทธิพลสำคัญในการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนการขยายตัวเชิงลบของกราไฟต์ ได้แก่ การก่อตัวของฟิล์ม SEI สถานะการพลิกคว่ำ SOC พารามิเตอร์ของกระบวนการ และปัจจัยที่มีอิทธิพลอื่นๆ (1) ฟิล์ม SEI สร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับกระบวนการชาร์จและคายประจุครั้งแรก โดยอิเล็กโทรไลต์จะทำปฏิกิริยากับอนุภาคกราไฟต์ที่อินเทอร์เฟซเฟสของแข็ง-ของเหลว ทำให้เกิดชั้นการทำให้เฉื่อย (ฟิล์ม SEI) ที่ปกคลุมพื้นผิวของวัสดุอิเล็กโทรด ความหนาของฟิล์ม SEI เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และตั้งแต่มีฟิล์ม SEI เกิดขึ้น ความหนาของแบตเตอรี่ก็เพิ่มขึ้นประมาณ 4%

จากกระบวนการหมุนเวียนในระยะยาว ตามโครงสร้างทางกายภาพและพื้นผิวเฉพาะของกราฟิตี้ที่แตกต่างกัน กระบวนการหมุนเวียนจะเกิดขึ้นและกระบวนการไดนามิกของการผลิต SEI ใหม่ เช่น กราไฟท์แผ่น เมื่อเทียบกับอัตราส่วนการขยายตัวที่ใหญ่กว่า (2) ในกระบวนการหมุนเวียน การขยายตัวของแอโนดกราไฟต์และ SOC ของแบตเตอรี่จะมีความสัมพันธ์การทำงานเป็นระยะที่ดี นั่นคือ เนื่องจากไอออนลิเธียมจะถูกฝังอยู่ในปริมาตรกราไฟต์อย่างต่อเนื่อง (การเพิ่มขึ้นของ SOC ของแบตเตอรี่) ขยายตัวทีละน้อย เมื่อลิเธียมไอออนถูกคายประจุออกจากขั้วบวกกราไฟต์ SOC ของแกนไฟฟ้าจะค่อยๆ ลดลง และขั้วบวกกราไฟต์ที่สอดคล้องกันก็จะลดลงทีละน้อย

(3) พารามิเตอร์กระบวนการ จากมุมมองของพารามิเตอร์กระบวนการ ความหนาแน่นของการอัดแน่นมีอิทธิพลอย่างมากต่อขั้วบวกของกราไฟต์ ในระหว่างแรงดันเย็นของเสา จะมีความเค้นแรงดันที่มากขึ้นในชั้นฟิล์มขั้วบวกของกราไฟต์ ซึ่งเกิดจากการอบที่อุณหภูมิสูงของเสา การจะปล่อยออกได้หมดนั้นเป็นเรื่องยาก

เมื่อเซลล์มีการหมุนเวียน โดยทั่วไปแล้วจะใช้อิเล็กโทรไลต์เนื่องจากการฝังและการสกัดไอออนลิเธียม และมักใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ และความเค้นของไดอะแฟรมจะถูกปลดปล่อยในกระบวนการหมุนเวียน และอัตราส่วนการขยายตัวจะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ขนาดความหนาแน่นที่กะทัดรัดจะกำหนดขนาดของความจุช่องว่างของฟิล์มขั้วบวก และความจุรูพรุนในชั้นฟิล์มสามารถดูดซับปริมาตรของการขยายตัวของขั้วบวกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความจุช่องว่างมีขนาดเล็ก เมื่อขั้วขยาย จะไม่มีการขยายตัวของการดูดซับเชิงพื้นที่ที่เพียงพอ ในเวลานี้ การขยายตัวสามารถขยายได้ภายนอกชั้นเมมเบรนเท่านั้น และสามารถขยายปริมาตรของแผ่นขั้วบวกได้ (4) ปัจจัยอื่น ๆ เช่น ความแข็งแรงของพันธะกาว (กาว อนุภาคกราไฟท์ คาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า และความแข็งแรงของพันธะระหว่างอินเทอร์เฟซ) อัตราส่วนการชาร์จและการคายประจุ กาว และการบวมของอิเล็กโทรไลต์ อนุภาคกราไฟท์ รูปร่างและความหนาแน่นของมวลสาร ตลอดจนการขยายตัวของอิเล็กโทรดของการขยายตัวของอิเล็กโทรด ฯลฯ

คำนวณอัตราส่วนการขยายตัว: การคำนวณอัตราส่วนการขยายตัววัดโดยองค์ประกอบรอง X, ขนาดทิศทาง Y, ความหนาทิศทาง Z การวัดเฉลี่ย และวัดหลังจากผ้าห่มและแบตเตอรี่ รูปที่ 1 ใช้อิทธิพลของการวัดแผ่นขั้วบวกและผลของคุณภาพการเคลือบต่อการขยายตัวของขั้วลบเป็นปัจจัยของความหนาแน่นของการอัดแน่นและคุณภาพการเคลือบ โดยนำระดับที่แตกต่างกันสามระดับมาใช้ และปัจจัยทั้งหมดเป็นการออกแบบการทดลองแบบตั้งฉาก (ดังที่แสดงในตารางที่ 1) เงื่อนไขอื่นๆ ของแต่ละกลุ่ม จากรูปที่ 2 (a), (b) จะเห็นได้ว่าหลังจากแบตเตอรี่เต็ม อัตราส่วนการขยายตัวของแผ่นแอโนดในทิศทาง X/Y/Z จะเพิ่มขึ้นเมื่อความหนาแน่นของความหนาแน่นเพิ่มขึ้น

เมื่อความหนาแน่นของการอัดเพิ่มขึ้นจาก 1.5 g / cm3 เป็น 1.7 g / cm3 อัตราส่วนการขยายตัวในทิศทาง X / Y จะเพิ่มขึ้นจาก 0

7% เป็น 1.3% และอัตราส่วนการขยายในทิศทาง Z เพิ่มขึ้นจาก 13% เป็น 18% ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 2(a) ที่ความหนาแน่นของการอัดแน่นที่แตกต่างกัน อัตราส่วนการขยายตัวในทิศทาง X จะมากกว่าในทิศทาง Y และเหตุผลของปรากฏการณ์นี้ที่สำคัญเกิดจากขั้นตอนการทำความเย็นขั้ว ในระหว่างกระบวนการแรงดันเย็น ขั้วจะผ่านแรงดัน เมื่อลูกกลิ้ง ตามความต้านทานขั้นต่ำ วัสดุจะไหลด้วยแรงภายนอก และจุดวัสดุจะไหลในทิศทางที่ความต้านทานน้อยที่สุด

เมื่ออัตราการขยายตัวของขั้วบวกเย็นในทิศทางต่างๆ ทิศทางความต้านทานขั้นต่ำจะเป็น ทิศทาง MD (ขั้ว) ทิศทาง Y ดังแสดงในรูปที่ 1 3) ความเครียดจะถูกปลดปล่อยได้ง่ายขึ้นในทิศทาง MD และความต้านทานของทิศทาง TD (ทิศทาง X ของแผ่น) มีขนาดใหญ่ ความเครียดของลูกกลิ้งกดนั้นไม่ง่ายที่จะปลดปล่อย ทิศทาง TD ควรมากกว่าทิศทาง MD ดังนั้น หลังจากฟิล์มอิเล็กโทรดเต็มแล้ว อัตราการขยายตัวในทิศทาง X จะมากกว่าอัตราการขยายตัวในทิศทาง Y

ในทางกลับกัน ความหนาแน่นแบบกะทัดรัดจะเพิ่มขึ้น ความจุของรูพรุนแบบขั้วจะลดลง (ดังที่แสดงในรูปที่ 4) เมื่อทำการชาร์จ จะไม่มีพื้นที่เพียงพอภายในชั้นฟิล์มขั้วบวกที่จะดูดซับปริมาตรการขยายตัวของกราไฟต์ และการแสดงออกภายนอกจะขยายออกไปในสามทิศทางของแผ่นสูงสุดถึง X, Y, Z จากรูปที่ 2 (c) และ (d) จะเห็นได้ว่ามวลเคลือบเพิ่มขึ้นจาก 0.140 กรัม / 1,540

25 มม.2 ถึง 0.190 ก. / 1,540.25 มม.2 และอัตราส่วนการขยายในทิศทาง X เพิ่มขึ้นจาก 0.

84% ​​เป็น 1.15%, Y ทิศทางการขยายตัวเพิ่มขึ้นจาก 0.89% เป็น 1.

05% อัตราส่วนการขยายในทิศทาง Z และแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงทิศทาง X/Y กลับด้าน โดยลดลงจาก 16.02% เป็น 13.77%

การอธิบายการขยายตัวของขั้วบวกหมึกในสามทิศทางของ X, Y, Z และการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของการเคลือบนั้นมีความสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงความหนาของชั้นฟิล์มอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงของอิเล็กโทรดเชิงลบที่กล่าวข้างต้นและผลลัพธ์ของเอกสารมีความสอดคล้องกัน นั่นคือ ยิ่งความหนาของของเหลวรวมและความหนาของชั้นฟิล์มน้อยเท่าไร ความเครียดในตัวรวบรวมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น รูปที่ 3 แผนผังกระบวนการแรงดันเย็นของขั้วบวก รูปที่ 4 การเปลี่ยนแปลงของช่องว่างที่ความหนาแน่นการอัดแน่นต่างกัน ความหนาของแผ่นทองแดงบนการขยายตัวเชิงลบจะเลือกจากความหนาของแผ่นทองแดงและคุณภาพของการเคลือบ โดยความหนาของแผ่นทองแดงจะเลือกจาก 6 และ 8 μm และจากขั้วบวก ตามลำดับ

มวลเคลือบคือ 0.140 กรัม / 1,540.25 มม.2 และ 0.

190 ก. / 1,540.25 มม.2 และความหนาแน่นของการอัดแน่นคือ 1.6 ก. / ซม.3 และกลุ่มการทดลองอื่นๆ ก็เหมือนกัน และผลการทดลองแสดงในรูปที่ 5

ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 5 (a) และ (c) ภายใต้คุณภาพของการเคลือบสองแบบที่แตกต่างกัน เกล็ดขั้วบวกของแผ่นทองแดงในทิศทาง X/Y มีขนาดน้อยกว่า 6 μm ซึ่งบ่งชี้ว่าความหนาของแผ่นทองแดงถูกเพิ่มเข้ามา เนื่องจากโมดูลัสความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 6) นั่นคือ ความสามารถในการป้องกันการเปลี่ยนรูปได้รับการปรับปรุง การใช้ข้อจำกัดการขยายตัวของขั้วบวกได้รับการปรับปรุง และอัตราส่วนการขยายตัวก็ลดลง ตามเอกสารทางวิชาการ ภายใต้คุณภาพการเคลือบแบบเดียวกัน ความหนาของแผ่นทองแดงจะเพิ่มขึ้น ความหนาที่เข้มข้นและอัตราส่วนความหนาของชั้นฟิล์มก็เพิ่มขึ้น และความเค้นในตัวเก็บประจุกระแสไฟฟ้าก็จะเล็ก และอัตราส่วนการขยายตัวของขั้วก็จะเล็ก ในทิศทาง Z แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงอัตราการขยายตัวจะตรงกันข้ามโดยสิ้นเชิง และจะเห็นได้จากรูปที่ 5 (b) ความหนาของแผ่นทองแดงเพิ่มขึ้น และมีการเพิ่มอัตราส่วนการขยายตัว จากรูปที่ 5 (b)

5 (b), (d) สามารถมองเห็นได้เมื่อเคลือบ เมื่อคุณภาพเพิ่มขึ้นจาก 0.140g / 1,540.25mm2 เป็น 0.

190 กรัม / 1,540.25 มม.2 ความหนาของแผ่นทองแดงเพิ่มขึ้น และอัตราการขยายตัวลดลง ความหนาของแผ่นทองแดงเพิ่มขึ้น แม้ว่าจะเอื้อต่อการลดความเค้น (ความแข็งแรง) ของตัวเอง แต่ความเค้นในฟิล์มที่เพิ่มขึ้นใหม่ ส่งผลให้มีอัตราการขยายตัวในทิศทาง Z ใหม่ ดังแสดงในรูปที่ 5 (b); เมื่อคุณภาพของการเคลือบเพิ่มขึ้นใหม่ แผ่นทองแดงที่หนาขึ้นจะเพิ่มการใช้ความเค้นของเมมเบรน แต่ในขณะเดียวกัน ความสามารถในการจำกัดของชั้นฟิล์มก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และแรงยึดเกาะก็ชัดเจนมากขึ้น อัตราการขยายตัวในทิศทาง Z จะลดลง

รูปที่ 5 ความหนาของแผ่นทองแดงและมวลเคลือบเปลี่ยนอัตราส่วนการขยายตัวของเมมเบรนของขั้วบวก รูปที่ 6 เส้นโค้งความเค้น-ความเครียดของแผ่นทองแดงที่มีความหนาต่างกัน ประเภทของกราไฟต์บนการขยายตัวเชิงลบโดยใช้กราไฟต์ 5 ประเภทที่ต่างกัน (ดูตารางที่ 2) มวลเคลือบคือ 0.165 กรัม / 1,540.25 มม.2 ความหนาแน่นที่หนาแน่นคือ 1

6 g / cm3 ความหนาของแผ่นทองแดงคือ 8 μm เงื่อนไขอื่น ๆ เหมือนกันและผลการทดลองแสดงในรูปที่ 7 ตามที่เห็นได้จากรูปที่ 7(a) กราฟัสต่างๆ จะแตกต่างกันในทิศทาง X/Y โดยน้อยที่สุด 0.27% และมากที่สุด 1%

อัตราส่วนการขยายในทิศทาง Z 14% สูงสุด 17.47% การขยายในทิศทาง X/Y ในทิศทาง z ผลการวิเคราะห์แบบเดียวกันจะสอดคล้องกัน ในจำนวนนี้ แกนไฟฟ้าของกราไฟท์ A-1 มีการเสียรูปอย่างรุนแรง อัตราส่วนการเสียรูปอยู่ที่ 20% และชุดเซลล์อีกชุดหนึ่งไม่มีการเสียรูป แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนการขยายตัว X/Y มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเสียรูปของเซลล์ไฟฟ้า

รูปที่ 7 ข้อสรุปอัตราการขยายตัวของกราไฟต์ที่แตกต่างกัน (1) เพิ่มความหนาแน่นของการอัดแน่น แผ่นขั้วบวกเพิ่มขึ้นในทิศทาง X/Y, Z ทั้งสามในกระบวนการชาร์จเต็ม และอัตราส่วนการขยายตัวของทิศทาง X จะมากกว่าอัตราส่วนการขยายตัวในทิศทาง Y (ทิศทาง X คือทิศทางแกนลูกกลิ้งในระหว่างกระบวนการแรงดันเย็น ทิศทาง Y คือทิศทางของเครื่องจักร) (2) คุณภาพของการเคลือบใหม่ อัตราส่วนการขยายตัวในทิศทาง X/Y เพิ่มขึ้น อัตราการขยายตัวในทิศทาง Z ลดลง คุณภาพของการเคลือบใหม่สามารถทำให้ความเค้นยืดในตัวเก็บประจุกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นได้

(3) ปรับปรุงความเข้มของตัวสะสม และยับยั้งการขยายตัวของแผ่นขั้วบวกในทิศทาง X/Y (4) กราไฟท์ประเภทต่าง ๆ ความแตกต่างของอัตราส่วนการขยายตัวในแนว X/Y และ Z มีขนาดใหญ่ โดยที่ขนาดการขยายตัวในทิศทาง X/Y มีขนาดใหญ่จนทำให้เซลล์ไฟฟ้าเสียรูป ประการที่สอง การผลิตก๊าซภายในแบตเตอรี่จำนวนมากที่เกิดจากก๊าซแบตเตอรี่เป็นอีกสาเหตุสำคัญที่ทำให้แบตเตอรี่บวม ไม่ว่าจะเป็นรอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่ รอบอุณหภูมิสูง หรือการเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูง ก็จะมีก๊าซพองตัวในระดับที่แตกต่างกัน

แบตเตอรี่ ในกระบวนการชาร์จและปล่อยประจุครั้งแรก พื้นผิวอิเล็กโทรดจะสร้าง Sola (ฟิล์ม SolideElectrolyte Interface) การสร้างฟิล์ม SEI ของขั้วลบเป็นสิ่งสำคัญในการลดการสลายตัวของเอทิลีนคาร์บอเนต ในขณะที่ผลิตอัลคิลลิเธียมและ Li2CO3 ก็จะมี Co และ C2H4 จำนวนมาก DMC (DMETHYLCARBONATE), EMC (เอทิลเมทิลคาร์บอเนต) ในตัวทำละลายยังมี rlico3 และ roli ในระหว่างการก่อตัวของฟิล์ม มาพร้อมกับก๊าซและก๊าซ CO เช่น CH4, C2H6 และ C3H8

ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ฐาน PC (โพรพิลีนคาร์บอเนต) การเกิดก๊าซค่อนข้างบ่อย และสิ่งสำคัญคือก๊าซ C3H8 ที่เกิดจากปฏิกิริยารีดิวซ์ PC แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบต้มอ่อนลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีความทนทานที่สุดเมื่อชาร์จ 0.1c ในช่วงท้ายของรอบการชาร์จแรก

ดังที่เห็นข้างต้น การก่อตัวของ SEI จะมาพร้อมกับการปรากฏของก๊าซจำนวนมาก ซึ่งเป็นกระบวนการที่ไม่สมบูรณ์นี้ การปรากฏตัวของ H2O ในสิ่งเจือปนทำให้พันธะ PF ใน LiPF6 ไม่เสถียร ส่งผลให้เกิด HF ซึ่ง HF จะส่งผลให้เกิดก๊าซที่ไม่เสถียรตามมา การมี H2O มากเกินไปจะกิน Li + และสร้าง LiOH, LiO2 และ H2 ทำให้เกิดก๊าซ

ในกระบวนการจัดเก็บและการชาร์จและคายประจุในระยะยาว จะมีก๊าซอยู่ในก๊าซ สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบปิดผนึก ก๊าซจำนวนมากสามารถทำให้แบตเตอรี่ได้รับผลกระทบได้ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ และทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานสั้นลง แบตเตอรี่มีความสำคัญต่อแบตเตอรี่ในกระบวนการจัดเก็บ

สองจุดดังต่อไปนี้: (1) H2O ที่มีอยู่ในระบบแบตเตอรี่ทำให้เกิด HF ส่งผลให้ SEI เสียหาย O2 ในระบบอาจทำให้เกิดออกซิเดชันของอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้มี CO2 ในปริมาณมาก (2) หากฟิล์ม SEI ไม่เสถียรตั้งแต่ครั้งแรก ฟิล์ม SEI ก็จะไม่เสถียร และความยืดหยุ่นของฟิล์ม SEI จะปลดปล่อยไฮโดรคาร์บอนออกมา ก๊าซแบ่งตามคลาส

ในระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุในระยะยาวของแบตเตอรี่ รูปแบบผลึกของวัสดุอิเล็กโทรดบวกจะเปลี่ยนไป และความไม่สม่ำเสมอของศักย์จุดของอิเล็กโทรดทำให้ศักย์จุดบางจุดสูงเกินไป อิเล็กโทรไลต์ลดลง และฟิล์มบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดจะหนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง ยิ่งความต้านทานของอินเทอร์เฟซอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้น ศักยภาพปฏิกิริยาก็จะยิ่งดีขึ้น ส่งผลให้อิเล็กโทรไลต์บนพื้นผิวของอิเล็กโทรดสลายตัว และวัสดุอิเล็กโทรดบวกก็อาจปล่อยก๊าซออกมาได้เช่นกัน ในแต่ละระบบ ปริมาณการผลิตแบตเตอรี่ก็จะแตกต่างกันออกไป

ในระบบแบตเตอรี่ขั้วลบกราไฟต์ สาเหตุของการบริโภคก๊าซถือเป็นสิ่งสำคัญ หรือฟิล์ม SEI ที่เกิดขึ้นดังที่อธิบายไว้ข้างต้น ความชื้นเกินมาตรฐาน การไหลของสารเคมีผิดปกติ บรรจุภัณฑ์ไม่ดี และอุตสาหกรรมโดยทั่วไปถือว่าเป็น Li4TI5O12 ความอืดของแบตเตอรี่ถือเป็นสิ่งสำคัญ เพราะวัสดุนั้นเองสามารถดูดซับน้ำได้ง่าย แต่ไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดที่จะพิสูจน์การคาดเดานี้ บริษัท Tianjin Life Battery Xiong และคณะ ในบทคัดย่อของเอกสารการประชุมไฟฟ้านานาชาติครั้งที่ 15 ไม่มีการสนับสนุนข้อมูลสำหรับ CO2, CO, แอลเคน และโอเลฟินปริมาณเล็กน้อยในส่วนประกอบของก๊าซ และไม่มีการสนับสนุนข้อมูลสำหรับองค์ประกอบและสัดส่วนที่เฉพาะเจาะจง

เบลฮารูอัก ฯลฯ ใช้เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโตรเมตรีเพื่อตรวจดูคุณภาพอากาศในแบตเตอรี่ องค์ประกอบที่สำคัญของก๊าซคือ H2 เช่นเดียวกับ CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, C3H6 เป็นต้น

รูปที่ 8LI4Ti5O12 / LiMN2O4 แบตเตอรี่ที่อุณหภูมิ 30, 45, 60 ° C เป็นเวลา 5 เดือนของส่วนผสมก๊าซ ระบบของเหลวอิเล็กโทรไลต์ที่เลือกโดย LiPF6 / Ec: EMC ซึ่ง LiPF6 มีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์: PF5 เป็นกรดชนิดหนึ่งที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง คาร์บอเนตสามารถสลายตัวได้ง่าย และปริมาณของ PF5 จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น PF5 มีส่วนทำให้เกิดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ ก๊าซ CO2, CO และ CXHY จากการคำนวณยังแสดงให้เห็นอีกด้วยว่าการสลายตัวของ EC เกิดขึ้นเป็นก๊าซ CO, CO2

C2H4 และ C3H6 คือ C2H6 และ C3H8 ที่เกิดขึ้น และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน C2H6+ ตามลำดับ และ Ti4+ ถูกทำให้ลดลงเป็น Ti3+ ตามการค้นคว้าที่เกี่ยวข้อง H2 ได้มาจากน้ำปริมาณเล็กน้อยในอิเล็กโทรไลต์ แต่ปริมาณน้ำในอิเล็กโทรไลต์ทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 20 × 10-6 และก๊าซก๊าซของ H2 การทดลองของมหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้เจียวทงหวู่ไก่ถูกนำมาใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ที่มีปริมาณกราไฟต์ / NCM111 น้อยมาก

ข้อสรุปสรุปได้ว่า แหล่งของ H2 คือ การสลายตัวของคาร์บอเนตภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูง สาม กระบวนการผิดปกติทำให้เกิดการขยายตัว 1. บรรจุภัณฑ์ที่ไม่ดี สัดส่วนของแกนแบตเตอรี่ที่แบนราบซึ่งเกิดจากการบรรจุภัณฑ์ที่ไม่ดีลดลงอย่างมาก

สาเหตุของการปิดผนึกด้านบน ปิดผนึกด้านข้าง และกำจัดก๊าซออกจากบรรจุภัณฑ์สามด้านได้รับการนำเสนอแล้ว การบรรจุด้านใดด้านหนึ่งอาจทำให้แกนแบตเตอรี่เสียหายได้ ทำการ TopSealing และ Degassing

การปิดผนึกด้านบนเป็นสิ่งสำคัญที่บิตแท็บจะต้องปิดผนึกไม่ดี การไล่แก๊สเป็นสิ่งสำคัญสำหรับชั้นต่างๆ (รวมถึงสารละลายไฟฟ้า) ผลของของเหลวและเจลทำให้ PP และ Al หลุดออกจากกัน บรรจุภัณฑ์ไม่ดีทำให้เกิดความชื้นในอากาศเข้าไปในเซลล์ภายใน ทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์สลายก๊าซ ฯลฯ

2. พื้นผิวกระเป๋าเสียหาย แกนแบตเตอรี่เสียหายอย่างผิดปกติหรือแตกหักโดยเทียมในกระบวนการเกิดความเสียหายอย่างผิดปกติ (เช่น รูเข็ม) ในส่วนภายในแกนแบตเตอรี่ 3.

อาการผิดปกติเชิงมุมได้รับความเสียหาย เนื่องมาจากการเสียรูปพิเศษของอลูมิเนียมในหน้าแปลน ทำให้ถุงลมนิรภัยสั่นและทำให้ตำแหน่งเชิงมุมผิดเพี้ยน ส่งผลให้อลูมิเนียมแตก (ยิ่งแกนแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ ถุงลมนิรภัยก็จะใหญ่และแตกมากขึ้น) และสูญเสียความสามารถในการกั้นน้ำ สามารถบรรเทารอยยับเชิงมุมหรือกาวร้อนละลายได้

และในกระบวนการปิดผนึกด้านบนจะป้องกันไม่ให้นำเซลล์โทรศัพท์มือถือที่เป็นถุงลมนิรภัยออกไป แต่ยังต้องใส่ใจวิธีการใช้งานมากขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่แกว่งไปบนแผ่นที่เสื่อมสภาพ 4. ปริมาณน้ำภายในแกนแบตเตอรี่เกินมาตรฐาน เมื่อปริมาณน้ำเกินมาตรฐานแล้ว อิเล็กโทรไลต์จะล้มเหลวในการก่อตัวหรือการสลายแก๊ส

เหตุผลที่ปริมาณน้ำภายในเกินมาตรฐานมีความสำคัญ: ปริมาณน้ำในของเหลวอิเล็กโทรไลต์เกินมาตรฐาน เกินขีดจำกัดของการอบ และเกินขีดจำกัดของห้องแห้ง หากปริมาณน้ำเกินมาตรฐาน สามารถทำการตรวจสอบย้อนหลังกระบวนการได้ 5.

ความผิดปกติของกระบวนการภายนอก กระบวนการกำหนดสูตรที่ผิดพลาดอาจทำให้เกิดอาการท้องอืดที่แกนแบตเตอรี่ 6. เมมเบรน Si ไม่เสถียร แกนแบตเตอรี่จะแบนเล็กน้อยในระหว่างกระบวนการชาร์จทดสอบความจุ

7. การชาร์จมากเกินไป มากเกินไป เนื่องมาจากความผิดปกติของกระบวนการหรือเครื่องจักรหรือแผ่นป้องกัน ทำให้แกนแบตเตอรี่ชาร์จมากเกินไปหรือปล่อยประจุมากเกินไป แกนแบตเตอรี่จะปล่อยประจุมากเกินไป 8.

ไฟฟ้าลัดวงจร เนื่องจากข้อผิดพลาดในการทำงานทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่หน้าสัมผัสแท็บ 2 อันในเซลล์การชาร์จ แกนแบตเตอรี่จะดรัมอย่างรวดเร็ว และแท็บจะไหม้เป็นสีดำ 9. ไฟฟ้าลัดวงจรภายในแกนแบตเตอรี่ทำให้แบตเตอรี่คายความร้อนออกอย่างรวดเร็วในขณะที่มีความร้อนรุนแรง

สาเหตุของไฟฟ้าลัดวงจรภายในมีหลายประการ ได้แก่ ปัญหาด้านการออกแบบ การหดตัวของเมมเบรนแยก การม้วนงอ ความเสียหาย การจัดตำแหน่ง Bi-Cell ที่ไม่ถูกต้อง เมมเบรนที่ติดขัดในเมมเบรนแยก แรงกดที่หนีบมากเกินไป แรงกดที่ขอบร้อนมากเกินไป ตัวอย่างเช่น เกิดจากความกว้างไม่เพียงพอ และความร้อนจากเหล็กถูกรีดออกจากแบตเตอรี่มากเกินไป 10.

การกัดกร่อน แกนแบตเตอรี่ถูกกัดกร่อน ชั้นอลูมิเนียมถูกทำปฏิกิริยา และการสูญเสียการใช้สารกั้นน้ำ และเกิดอาการท้องอืด 11. ความผิดปกติของการระบายสุญญากาศ ระบบหรือเครื่องจักรทำให้เกิดความผิดปกติของสุญญากาศ การไล่แก๊สไม่ทั่วถึง พื้นที่แผ่รังสีความร้อนของการปิดผนึกสุญญากาศมีขนาดใหญ่เกินไป ส่งผลให้การสูบไล่แก๊สเข้าไปเจาะถุง Pocket ได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำให้เกิดลมหายใจที่ไม่สะอาด

การยับยั้งการผลิตก๊าซที่ผิดปกติ 4 ระดับ เพื่อยับยั้งการผลิตก๊าซที่ผิดปกติตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบวัสดุและกระบวนการผลิต ประการแรก ต้องใช้สื่อการเพิ่มประสิทธิภาพและระบบของเหลวอิเล็กโทรไลต์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการก่อตัวของฟิล์ม SEI ที่หนาแน่นและมีเสถียรภาพ ปรับปรุงเสถียรภาพของวัสดุอิเล็กโทรดบวก และยับยั้งการเกิดการผลิตก๊าซที่ผิดปกติ การบำบัดด้วยอิเล็กโทรไลต์มักใช้สารเติมแต่งการสร้างฟิล์มปริมาณเล็กน้อยเพื่อทำให้เมมเบรน SEI มีความสม่ำเสมอและหนาแน่นมากขึ้น ลดการเกิดการร่วงหล่นของเมมเบรน SEI และการผลิตก๊าซจากกระบวนการสร้างใหม่ในระหว่างการใช้งาน และมีการรายงานผลการศึกษาที่เกี่ยวข้องและการประยุกต์ใช้จริง เช่น ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเฉิงซี ฮาร์บิน ซึ่งใช้สารเติมแต่งการสร้างฟิล์ม VC สามารถลดปรากฏการณ์อากาศในแบตเตอรี่ได้

อย่างไรก็ตาม การวิจัยมุ่งเน้นไปที่สารเติมแต่งส่วนประกอบเดียว ซึ่งมีผลจำกัด เฉาฉางเหอ ฯลฯ ของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจีนตะวันออก ซึ่งใช้คอมโพสิต VC และ PS เป็นสารเติมแต่งในการสร้างฟิล์มอิเล็กโทรไลต์ชนิดใหม่ ได้ให้ผลลัพธ์ที่ดี และแบตเตอรี่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการเก็บรักษาและการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูง

การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบฟิล์ม SEI ที่เกิดจาก EC และ Vc คืออัลคิลคาร์บอเนตเชิงเส้น และอัลคิลคาร์บอเนตที่ติดอยู่ที่อุณหภูมิสูงจะไม่เสถียร ทำให้ก๊าซที่ก่อให้เกิดการสลายตัว (เช่น CO2 เป็นต้น) และแบตเตอรี่จะโป่งพอง ฟิล์ม SEI ที่เกิดจาก PS คือลิเธียมอัลคิลซัลโฟเนต แม้ว่าจะมีข้อบกพร่อง แต่ก็มีโครงสร้างสองมิติบางอย่างที่ยังคงเสถียรกว่าที่อุณหภูมิสูงใน LiC

เมื่อใช้ VC และ PS, PS จะสร้างโครงสร้างสองมิติที่มีข้อบกพร่องบนพื้นผิวเชิงลบเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำ และ Vc ที่สูงขึ้นของแรงดันไฟฟ้ายังสร้างโครงสร้างเชิงเส้นของอัลคิลคาร์บอเนตที่เต็มไปด้วยอัลคิลคาร์บอเนตอีกด้วย ในข้อบกพร่องของโครงสร้างสองมิติ ฟิล์ม SEI ที่ช่วยทำให้โครงสร้างเครือข่ายมีเสถียรภาพจะมีโครงสร้างแบบเครือข่าย ฟิล์ม SEI ของโครงสร้างนี้ช่วยเพิ่มความเสถียรได้อย่างมาก ซึ่งสามารถยับยั้งก๊าซที่เกิดจากการสลายตัวของเมมเบรนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ เนื่องจากวัสดุที่เป็นฐานของอิเล็กโทรดโคบอลต์และอิเล็กโทรไลต์ของอิเล็กโทรไลต์ ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวสามารถเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของตัวทำละลายในอิเล็กโทรไลต์ได้ ดังนั้น การเคลือบพื้นผิวของวัสดุอิเล็กโทรดบวกจึงไม่เพียงแต่เพิ่มความเสถียรของโครงสร้างของวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอิเล็กโทรดบวกและการสัมผัสในอิเล็กโทรไลต์ด้วย โดยลดก๊าซที่เกิดจากการสลายตัวเร่งปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดบวกที่ทำงานอยู่ ดังนั้น พื้นผิวของอนุภาควัสดุอิเล็กโทรดบวกจึงสร้างชั้นเคลือบที่เสถียรและสมบูรณ์ ซึ่งถือเป็นทิศทางการพัฒนาในปัจจุบัน