Lityum iyon pillerin derinlemesine analizinin nedenleri

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Fournisseur de centrales électriques portables

Yüksek ömrü nedeniyle lityum iyon piller yaygın olarak kullanılmaktadır, kullanım süresinin uzamasıyla birlikte şişme sorunu, güvenlik performansı ideal olmamakta ve dolaşım zayıflaması da daha ciddi hale gelmekte, bu da lityum pil derinliğinin araştırılması ve bastırılmasına neden olmaktadır. Yazar, deneysel araştırma ve geliştirme deneyimlerine göre lityum pillerin şişme nedenlerini iki kategoriye ayırıyor, birincisi pilin kalınlığından kaynaklanan şişme (ikincisi, elektrolitik sıvı oksidasyonunun şişmesi nedeniyle). Farklı akü sistemlerinde akü kalınlığının baskın faktörleri farklıdır.

Örneğin lityum titanat negatif elektrotlu bataryada şişkinliğin başlıca etkenleri tambur; grafit negatif elektrotlu sistemde ise kutup kalınlığı ve gaz besleme kanununun şişkinliğidir. Öncelikle lityum pillerin kullanımında elektrot kutbunun kalınlığı değiştirilir ve kalınlık değeri olan elektrot kutbunun kalınlığı, özellikle grafit negatif elektrotun kalınlığı değişir. Mevcut verilere göre, lityum pil, yaklaşık %6 ila %20 kalınlık büyüme oranına sahip, davullaşmaya eğilimli yüksek sıcaklıkta depolama ve sirkülasyondan geçmiştir, burada pozitif kutup genleşme oranı sadece %4 ve negatif genleşme oranı %20&39;dir.

Lityum pillerin kalınlığındaki artışın temel nedeni grafitin özünden kaynaklanmaktadır. Negatif elektrot grafiti LICX&39;i (LIC24, LiC12 ve LIC6 vb.) oluşturur ve doğrusal aralık değişir, bunun sonucunda mikroskobik iç gerilim oluşur ve negatif elektrot Genişler.

Aşağıdaki şekil, yerinde grafit negatif elektrot plakasının yapısının ve şarj ve deşarj durumunun şematik yapısal şemasıdır. Grafit negatif elektrodun genleşmesi esas olarak etkisiz genleşmeden kaynaklanır. Genleşmenin bu kısmı esas olarak parçacık boyutu, yapıştırıcı madde ve kutup levhasının yapısıyla ilgilidir.

Negatif elektrotun genişlemesi çekirdeğin deforme olmasına neden olur ve elektrot diyafram arasında oluşur ve negatif elektrot parçacıkları bir mikro çatlak oluşturur, katı elektrolit faz arayüzü (SEI) filmi kırılır ve rekombinant olur, elektroliti tüketir ve dolaşan performansı bozar. Negatif elektrot kutuplarını etkileyen birçok faktör vardır ve yapıştırıcının niteliği ile polar tabakanın yapısal parametreleri bunlardan en önemlileridir. Grafit negatif elektrotta yaygın olarak kullanılan yapıştırıcı SBR olup, farklı yapıştırıcı elastiklik modülü, farklı mekanik dayanım ve plakanın kalınlığı üzerinde farklı etkilere sahiptir.

Son kat kaplamadan sonraki haddeleme kuvveti, aküdeki negatif elektrot plakasının kalınlığından da etkilenmektedir. Aynı stres altında, yapıştırıcının elastik modülü ne kadar büyükse, fiziksel raf polaritesi o kadar küçük olur, şarj sırasında, Li + gömülmesi nedeniyle, grafit kafes genleşmesi; aynı zamanda, negatif elektrot parçacıklarının ve SBR&39;nin deformasyonu nedeniyle, iç stres tamamen serbest kalır, Negatif genleşme oranının keskin bir şekilde yükselmesine neden olur, SBR plastik deformasyon aşamasındadır. Genleşme oranının bu kısmı SBR&39;nin elastik modülü ile ilgilidir, bu da SBR&39;nin elastik modülü ve mukavemeti ne kadar büyükse, geri döndürülemez genleşmenin genleşmesi o kadar küçük olur.

SBR miktarı tutarsız olduğunda, kutup silindiri basıldığında basınç farklıdır ve basınç farkı kutup tarafından üretilen artık gerilime neden olur, artık gerilim ne kadar büyük olursa, ön fiziksel raf genişlemesine, tam elektriğe ve boş güç genişleme oranına yol açar; SBR içeriği ne kadar azsa, haddeleme basıncı o kadar küçük olur, fiziksel raflar o kadar az olur, ön elektriğin ve boş elektrokozitin genişleme oranı o kadar küçük olur, negatif genişleme çekirdeğin deforme olmasına neden olur, negatifi etkiler Lityum derecesi lityum ve Li + difüzyon oranıdır, böylece pil döngüsü performansı üzerinde ciddi bir etki yaratır. İkincisi, akü gazının toplu akünün içine girmesiyle oluşan iç gaz girişi, akünün şişmesine neden olan bir diğer önemli nedendir; akü sıcaklık çevrimi, yüksek sıcaklık çevrimi, yüksek sıcaklık rafı olsun, farklı derecelerde gaz şişmesi üretir. Güncel araştırma sonuçlarına göre elektriksel çekirdek şişmesinin esas nedeni elektrolitin ayrışmasıdır.

Elektrolit ayrışmasının iki durumu vardır, biri elektrolitin içindeki nem ve metal safsızlıkları gibi bir safsızlıktır, diğeri ise elektrolitik sıvının çok düşük seviyede olmasıdır, bu da şarj sırasında ayrışmaya neden olur ve elektrolitte EC, DEC gibi çözücüler elektronlar elde edildikten sonra üretilir ve serbest radikal reaksiyonların doğrudan sonuçları olarak hidrokarbonlar, esterler, eterler ve CO2 vb. oluşur. Lityum pil montajı tamamlandıktan sonra, önceden belirlenmiş işlem sırasında az miktarda gaz oluşur ve bu gazlar kaçınılmazdır ve sözde elektriksel çekirdek geri döndürülemez kapasite kaybı kaynağıdır. İlk şarj ve deşarj işlemi sırasında elektronlar dış devreden geçtikten sonra negatif elektrotun elektrolitik çözeltisi ile elektrolitik çözeltiye ulaşarak gaz oluştururlar.

Bu işlemde grafit negatif elektrodun yüzeyinde SEI oluşur, SEI kalınlığı arttıkça elektronlar elektrolitin sürekli oksidasyonuna nüfuz edemez. Pil ömrü boyunca, elektrolit veya elektrolit içerisindeki kirlilik veya nem nedeniyle iç gaz hacmi giderek artacaktır. Elektrolitin varlığı ciddi bir dışlama gerektirir ve nem kontrolü sıkı değildir.

Elektrolitik çözeltinin kendisi sıkı değildir ve akü takımı kesinlikle suya sokulmazsa, açısal dağılım meydana gelir ve akünün aşırı ısınması da akünün gaz üretimini hızlandıracaktır. Hız, pil arızasına neden oluyor. Farklı sistemlerde pil üretim miktarı farklıdır.

Grafit negatif elektrotlu bataryada, gaz üretiminin nedeni esas olarak SEI film oluşumu, bataryadaki nem aşımı ve kimyasal akışın anormal olması, ambalajın zayıf olması ve lityum titanat içindeki batarya floresan oranının NCM batarya sisteminde daha ciddi olması gerekir. Elektrolit içerisindeki kirlilikler, nem ve proseslerin yanı sıra, grafit negatif elektrottan bir diğer farkı da, lityum titanatın grafit negatif elektrot bataryası gibi yüzeyinde SEI filmi oluşturarak elektrolit reaksiyonunu engelleyememesidir. Şarj ve deşarj sırasında elektrolit her zaman Li4Ti5O12 yüzeyiyle doğrudan temas halindedir ve bu da Li4Ti5O12 malzemesinin yüzeyinde sürekli bir azalmaya neden olur ve bu da Li4Ti5o12 pil gazının temel nedeni olabilir.

Gazın başlıca bileşenleri H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 vb.’dir. Lityum titanat ayrı ayrı elektrolit içine daldırıldığında sadece CO2 üretilir ve NCM malzemeli bir pil hazırlandıktan sonra üretilen gazlar arasında H2, CO2, CO ve az miktarda gaz halindeki hidrokarbonlar bulunur ve pilden sonra sadece çevrimde Şarj ve deşarj sırasında H2 üretilir ve üretilen gazda H2 içeriği %50&39;yi aşar. Bu durum şarj ve deşarj sırasında H2 ve CO gazının oluşacağını göstermektedir.

Elektrolitte LIPF6 bulunur: PF5 çok kuvvetli bir asittir, karbonatın parçalanmasına neden olur ve sıcaklık artışıyla PF5 miktarını artırır. PF5, elektrolit ayrışmasına katkıda bulunarak CO2, CO ve CXHY gazı üretir. İlgili araştırmalara göre H2 üretimi elektrolit içerisindeki eser sudan kaynaklanmaktadır, ancak genel elektrolit içerisindeki su içeriği yaklaşık 20 ¡Á 10-6 olup, bu da H2 Verimi için çok düşüktür.

Şanghay Jiaotong Üniversitesi Wu Kai&39;nin deneyinde grafit/NCM111 pili olarak kullanıldı. Sonuç olarak H2 kaynağının yüksek voltaj altında karbonatın ayrışması olduğu sonucuna varılmıştır. Lityum titanat pillerin baskılanması için şu anda üç çözüm bulunmaktadır.

, Çözücü sistemi; üçüncüsü, pil proses teknolojisini geliştirmek.