Аналіз аналізу причин зниження ємності літієвої батареї

著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station

У літій-іонному акумуляторі баланс ємності виражається як відношення маси позитивного електрода до негативного електрода, а саме:<000000>гамма;= m + / m- =δXC- /δYC + верхня формула C відноситься до теоретичної кулонової ємності електрода,δмало,δY стосується хімічного вимірювання іонів літію, вбудованих у негативний електрод і позитивний електрод. З наведеної вище формули видно, що співвідношення мас двох полюсів залежить від числа кулонівських ємностей і відповідних оборотних іонів літію відповідно до двох полюсів. Як правило, менший коефіцієнт маси призводить до неповного використання матеріалу негативного електрода; більший коефіцієнт маси може становити загрозу безпеці через те, що негативний електрод перебуває над головою.

Одним словом, у найбільш оптимізованому співвідношенні якості продуктивність акумулятора є оптимальною. Порівняно з ідеальною літій-іонною акумуляторною системою, у період її циклу кількість вмісту не змінюється, а початкова ємність у кожному циклі є певним значенням, але фактична ситуація набагато складніша. Будь-яка побічна реакція, яка може з’явитися або споживати іони або електрони літію, може спричинити зміну балансу ємності батареї, коли відбувається баланс ємності батареї, ця зміна є незворотною та може накопичуватися під час кількох циклів, і продуктивність батареї відбувається.

Серйозний вплив. Крім того, крім утримування окислення іонів літію, існує велика кількість побічних реакцій, таких як аналіз електролітів, розчинення активної речовини, осадження металевого літію тощо. Оригінальний: перезаряд 1, графітовий негативний перезаряд: коли акумулятор перезаряджений, іон літію легко зменшується на негативній поверхні: відкладений літій покривається негативною поверхнею, блокуючи вбудовування літію.

Ефективність розряду знижується і втрата ємності, оригінал: 1 може бути зменшена циклічним літієм; 2 нанесений металевий літій і розчинник або опорний електроліт для утворення Li2CO3, LIF або інших продуктів; 3 металевий літій зазвичай утворюється між негативним електродом і діафрагмою, можливо, пори блокуючої діафрагми збільшують внутрішній опір батареї;. Швидка зарядка, занадто велика щільність струму, сильна негативна поляризація, осадження літію будуть більш чіткими. Така ситуація легко виникнути при активному негативному електроді.

Однак у разі високої швидкості заряджання може відбутися відкладення металевого літію, навіть якщо пропорція активного позитивного та негативного електродів є нормальною. 2, позитивна точна реакція занадто низька, коли активний опір позитивного електрода занадто низький, і його легко зарядити. Позитивний перехід спричиняє втрату ємності через наявність електрохімічно інертних речовин (таких як CO3O4, MN2O3 тощо.

), що порушує баланс ємності між електродами, і втрата його ємності є незворотною. (1) liycoo2liycoo2→(1-y) / 3 [CO3O4 + O2 (G)] + Ylicoo2Y <0.4 Simultaneous positive electrode material analyzes oxygen in a sealed lithium ion battery to analyze the oxygen due to the absence of re-reactive reaction (such as the formation of H2O) and the combustible gas in the electrolyte analysis At the same time, the consequences will be unimaginable.

(2)λ-MnO2 реакція літію марганцю відбувається в стані, коли оксид літію марганцю повністю децентрований:λ-Мно2→Mn2O3 + O2 (G) 3, електроліт окислюється, коли електроліт окислюється, коли тиск перевищує 4,5 В, і електроліт (наприклад,

, Li2CO3) і газ окислюються, і ці нерозчинні речовини блокують мікропори електрода. Міграція іонів літію спричиняє втрату ємності під час циклу. Впливає на швидкість окислення: тип і розмір поверхні провідного агента (технічний вуглець тощо).

) доданий матеріал колектора розміру площі поверхні позитивного електрода (технічний вуглець тощо) у електролітичному розчині, який зараз використовується, вважається, що EC / DMC має найвищу здатність до окислення. Процес електрохімічного окислення розчину загалом виражається як: розчин→Продукти окислення (гази, розчини та тверді речовини) + NE-окислення будь-якого розчинника може збільшити концентрацію електроліту, стабільність електроліту знижується, а ємність акумулятора, нарешті, знижується.

Припустимо, під час кожного заряджання споживається невелика частина електроліту, тоді в батареї міститься більше електроліту. Для постійних контейнерів це означає, що завантажується невелика кількість діючої речовини, що призведе до зменшення початкової місткості. Крім того, якщо утворюється твердий продукт, на поверхні електрода утворюється плівка пасивації, яка змусить акумулятор збільшити вихідну напругу акумулятора.

Оригінал 2: Електроліт (повернення) I Про аналіз електродів 1 Зменшення ємності батареї, реакція зменшення електроліту на ємність батареї та циркуляційний термін служби негативно вплине, а через зменшення газу збільшить заряд батареї, що призведе до проблем з безпекою. Напруга аналізу позитивного електрода зазвичай перевищує 4,5 В (пов’язано з Li / Li +), тому їх непросто проаналізувати в позитиві.

Натомість електроліти більш різноманітні для аналізу. 2, електроліт аналізується на негативному електроді: електроліт не містить високого вмісту графіту та інших пітональних вуглецевих негативів, і він легко реагує, якщо це незворотно. Аналіз електролітичного розчину під час первинного заряду та розряду сформує пасиваційну плівку на поверхні електрода, і пасиваційна плівка може запобігти подальшому аналізу електроліту та вугільного негативного електрода.

Таким чином, зберігається структурна стабільність вугільного негативного електрода. В ідеалі відновлення електроліту обмежується стадією формування пасиваційної плівки, і процес більше не відбувається, коли цикл стабільний. Зменшення утворення солі електроліту пасиваційної плівки бере участь у формуванні пасиваційної плівки, що полегшує стабілізацію пасиваційної плівки, але розчинений матеріал, який відновлюється до розчинника, негативно впливає на продукт відновлення розчинником; (2) зменшення солі електроліту. Концентрацію електролітичного розчину було зменшено, що зрештою спричинило ємність батареї (зниження LiPF6 для генерації LIF, LiXPF5-X, PF3O та PF3); (3) Утворення пасиваційної плівки полягає в споживанні іонів літію, що може призвести до дисбалансу полярної ємності.

Весь акумулятор зменшений. (4) Якщо на пасиваційній плівці є тріщина, молекулу розчинника можна перенести, щоб зробити пасиваційну плівку потовщеною, що не тільки споживає більше літію, але й може блокувати мікропори на поверхні вуглецю, в результаті чого літій не зможе вбудовуватися та вивільнятися, що призводить до незворотної втрати ємності. Додайте деякі неорганічні добавки, такі як CO2, N2O, CO, SO2 тощо.

, може прискорити утворення пасиваційної плівки та може перешкоджати символізації та аналізу розчинника, а додавання органічної добавки краун-ефіру має такий самий ефект, при цьому найкращим є 12-краун-4-ефір. Фактори втрати плівкоутворюючої здатності: (1) Тип вуглецю; (2) інгредієнти електроліту; (3) добавки в електрод або електроліт. BLYR вважає, що реакція іонного обміну просувається від поверхні активного матеріалу до його ядра, утворена нова фаза похована, а поверхня частинок утворює низьку іонну та електронну провідність, тому шпінель після зберігання.

Більше поляризації, ніж зберігання. ZHANG відкриває порівняльне розкладання спектра імпедансу змінного струму до і після матеріалу електрода, завдяки новій кількості циклів опір поверхневого пасиваційного шару збільшився, а ємність межі розділу зменшилася. Відображення товщини шару пасивації додається з кількістю циклів.

Розчинення марганцю та аналіз електроліту призводять до утворення пасиваційної плівки, а умови високої температури є більш сприятливими для цих реакцій. Це призведе до непрямого опору частинок активного матеріалу та збільшення опору міграції Li +, тим самим збільшуючи поляризацію батареї, а заряд і розряд не є повними, а ємність зменшується. II електролітичний розчин відновного механізму Електроліт часто містить домішки, такі як кисень, вода, вуглекислий газ, і окисні реакції відбуваються під час заряджання та розряджання батареї.

Механізм відновлення електроліту включає три аспекти відновлення розчинника, відновлення електроліту та зменшення домішок: 1, відновлення відновлення розчинника PC та EC включає електронну реакцію до другого процесу електронної реакції, друга електронна реакція утворює Li2CO3: FONG тощо, у першому Під час процесу розряду потенціал електрода близький до O,8V (порівняно з.

li/li +), PC / EC генерує електрохімічну реакцію на графіті, утворюючи CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) і LiCO3 (s), що призводить до незворотної втрати ємності на графітових електродах. Аурбах та інші для широкого спектру механізмів відновлення електроліту та його продуктів на металевому літієвому електроді та електроді на основі вугілля виявили, що RocO2Li та пропілен відбуваються в електронному механізмі реакції ПК. Roco2li дуже чутливий до слідів води.

Жорсткий продукт - це Li2CO3 і пропілен, але немає Li2CO3 у сушильному корпусі. Ейн-Елій повідомив, що електроліт, виготовлений з діетилкарбонату (DEC) і діометиметану (DMC), реакція відбувається в батареї, і утворюється метилкарбонат (EMC), і є певна втрата втрати ємності. Вплив.

2, зазвичай вважається, що реакція відновлення відновного електроліту електроліту бере участь у формуванні поверхні вугільного електрода, і, отже, її типи та концентрації впливатимуть на продуктивність вугільного електрода. У деяких випадках відновлення електроліту сприяє стабільності вугільної поверхні і може утворювати необхідний шар пасивації. Загальноприйнято вважати, що опорний електроліт легше відновити, ніж розчинник, і включення продукту відновлення в плівку, нанесену негативним електродом, впливає на ослаблення ємності батареї.

Кілька реакцій відновлення, які підтримують електроліти, можуть відбуватися наступним чином: 3, вміст води у відновленні домішок (1) Вміст води в електроліті призведе до утворення шарів осадження LiOH (S) та Li2O, що не сприяє впровадженню іонів літію, спричиняючи незворотну втрату ємності: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (s) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 виробляє LiOH (S), щоб осадити поверхню електрода, утворити велику поверхневу плівку, що має великий опір, перешкоджаючи Li + вбудованим графітовим електродам, що призводить до незворотної втрати ємності. Середня вода в розчиннику (100-300×10-6) Немає впливу на характеристики графітового електрода. (2) CO2 у розчиннику може бути відновлений на негативному електроді з утворенням CO та LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO збільшить батарею в батареї, тоді як Li2CO3 (S) збільшує опір батареї, збільшує продуктивність батареї.

(3) Присутність кисню в розчиннику також утворює Li2O, оскільки різниця потенціалів між металевим літієм і вуглецем повністю паралельного літію мала, а відновлення електроліту на вуглеці подібне до відновлення літію. Спочатку 3: Саморозряд Саморозряд означає, що батарея природним чином втрачається в невикористаному стані. Саморозряд літій-іонної батареї призводить до двох випадків: один – оборотна втрата ємності; друга — втрата необоротної дієздатності.

Оборотна втрата ємності означає, що втрачена ємність може бути відновлена ​​під час заряджання, а незворотна втрата ємності скасовується, і позитивний і негативний електроди можуть використовуватися в мікроелементах з електролітом у стані заряджання, а іони літію вбудовані та вивільнені, позитивні та негативні вбудовані та вимкнені. Вбудовані іони літію пов’язані лише з іонами літію електроліту, тому ємність позитивного та негативного електродів незбалансована. Ця частина втрати ємності не може бути відновлена ​​під час заряджання.

Такі як: Позитивний електрод і розчинник з оксиду марганцю літію можуть генерувати саморозряд, спричинений саморозрядом: молекули розчинника (наприклад, ПК) окислюються як мікробні клітини на поверхні провідного матеріалу сажі або поточної рідини: та сама активна речовина негативного електрода Може саморозряджатися з електролітичного розчину в електроліт, а електроліт (наприклад, LiPF6) відновлюється електролітом (наприклад, LiPF6).

Іон літію видаляється з негативного електрода мікроконтролера як негативного електрода стану зарядки: саморозряд Фактори: процес виробництва матеріалів позитивного електрода, процес виробництва батареї, властивості електроліту, температура, час. Швидкість саморозряду суворо контролюється швидкістю окислення розчинника, тому стабільність розчинника впливає на термін зберігання батареї. Окислення розчинника відбувається на поверхні сажі, і площа поверхні сажі може контролювати швидкість саморозряду, але для матеріалу позитивного електрода LIMN2O4 площа поверхні активного матеріалу також щільно зменшується, а поверхня струмознімачів стикається з використанням окислення розчинника не можна ігнорувати.

Струм, який витікає з діафрагми акумулятора, також може спричинити саморозряд літій-іонного акумулятора, але цей процес обмежується опором діафрагми на дуже низькій швидкості та не має нічого спільного з температурою. Враховуючи, що швидкість саморозряду батареї значною мірою залежить від температури, цей процес не є критичним механізмом саморозряду. Якщо негативний електрод перебуває в стані достатньої електрики, вміст батареї руйнується, що призведе до остаточної втрати ємності.