Lityum batareya quvvatining pasayishi sabablarini tahlil qilish

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

Lityum ionli batareyada sig&39;im balansi musbat elektrodning manfiy elektrodga massa nisbati sifatida ifodalanadi, ya&39;ni:<000000>gamma;= m + / m- =δXC- /δYC + yuqori formula C elektrodning nazariy kulon sig&39;imini bildiradi,δoz,δY manfiy elektrodga va musbat elektrodga o&39;rnatilgan litiy ionlarini kimyoviy o&39;lchashni nazarda tutadi. Yuqoridagi formuladan ko&39;rinib turibdiki, ikki qutbning massa nisbati kulon sig&39;imi soniga va uning ikki qutbga muvofiq teskari litiy ionlariga bog&39;liq. Odatda, kichikroq massa nisbati salbiy elektrod materialining to&39;liq ishlatilmasligiga olib keladi; kattaroq massa nisbati salbiy elektrodning ortiqcha stul tufayli xavfsizlik xavfiga ega bo&39;lishi mumkin.

Muxtasar qilib aytganda, eng optimallashtirilgan sifat nisbatida batareyaning ishlashi maqbuldir. Ideal Li-ION batareya tizimi bilan bog&39;liq holda, uning aylanish davrida tarkib miqdori o&39;zgarmaydi va har bir tsikldagi dastlabki quvvat ma&39;lum bir qiymatga ega, ammo haqiqiy vaziyat ancha murakkab. Lityum ionlari yoki elektronlarini paydo bo&39;lishi yoki iste&39;mol qilishi mumkin bo&39;lgan har qanday yon reaktsiya batareya quvvati muvozanatining o&39;zgarishiga olib kelishi mumkin, batareya quvvati muvozanati yuzaga kelgandan so&39;ng, bu o&39;zgarish qaytarib bo&39;lmaydi va bir nechta davrlar bilan to&39;planishi mumkin va batareyaning ishlashi sodir bo&39;ladi.

Jiddiy ta&39;sir. Bundan tashqari, litiy ionining oksidlanishini ushlab turishdan tashqari, elektrolitlar tahlili, faol moddaning erishi, metall lityum cho&39;kishi va boshqalar kabi ko&39;plab yon reaktsiyalar mavjud. Asl: ortiqcha zaryadlash 1, grafit salbiy ortiqcha zaryad: Batareya haddan tashqari zaryadlanganda, lityum ioni salbiy yuzada osonlik bilan kamayadi: yotqizilgan lityum salbiy sirt bilan qoplanadi va lityumning joylashishini bloklaydi.

Chiqarish samaradorligi pasayadi va sig&39;im yo&39;qoladi, asl: 1 tsiklik lityum bilan kamayishi mumkin; Li2CO3, LIF yoki boshqa mahsulotlarni hosil qilish uchun 2 yotqizilgan metall lityum va erituvchi yoki elektrolitni qo&39;llab-quvvatlaydi; 3 ta metall lityum odatda salbiy elektrod va diafragma o&39;rtasida hosil bo&39;ladi, ehtimol blokirovka qiluvchi diafragmaning teshiklari batareyaning ichki qarshiligini oshiradi;. Tez zaryadlash, juda katta oqim zichligi, jiddiy salbiy polarizatsiya, lityum cho&39;kishi aniqroq bo&39;ladi. Bu holat salbiy elektrod faol bo&39;lganda yuzaga kelishi oson.

Biroq, yuqori zaryad tezligida, musbat va salbiy elektrod faol nisbati normal bo&39;lsa ham, metall lityumning cho&39;kishi sodir bo&39;lishi mumkin. 2, musbat elektrod faol qarshiligi juda past bo&39;lsa, ijobiy aniqlik reaktsiyasi juda past bo&39;ladi va uni zaryad qilish oson. Ijobiy o&39;tish elektrokimyoviy inert moddalarning (masalan, CO3O4, MN2O3 va boshqalar) paydo bo&39;lishi tufayli quvvatni yo&39;qotishiga olib keladi.

), bu elektrodlar orasidagi sig&39;im muvozanatini buzadi va uning sig&39;imini yo&39;qotish qaytarib bo&39;lmaydi. (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 litiy marganets reaktsiyasi litiy marganets oksidi butunlay markazsiz bo&39;lgan holatda sodir bo&39;ladi.:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, bosim 4,5 V dan yuqori bo&39;lganda elektrolit oksidlanganda elektrolit oksidlanadi va elektrolit (mas.

, Li2CO3) va gaz oksidlanadi va bu erimaydigan moddalar elektrodning mikro teshiklarini to&39;sib qo&39;yadi. Lityum ionlarining ko&39;chishi tsikl davomida quvvatni yo&39;qotadi. Oksidlanish tezligiga ta&39;sir qiluvchi: Supero&39;tkazuvchi moddaning turi va sirt maydoni (uglerod qora va boshqalar).

) musbat elektrod materialining sirt maydoni o&39;lchami kollektor materiali (uglerod qora va boshqalar) tomonidan qo&39;shilgan hozirgi vaqtda ishlatiladigan elektrolitik eritmada EC / DMC eng yuqori oksidlanish qobiliyatiga ega deb hisoblanadi. Eritmaning elektrokimyoviy oksidlanish jarayoni odatda quyidagicha ifodalanadi: eritma→Oksidlanish mahsulotlari (gazlar, eritmalar va qattiq moddalar) + NE-har qanday erituvchi oksidlanish elektrolitlar kontsentratsiyasini oshirishi mumkin, elektrolitlar barqarorligi pasayadi va batareya quvvati nihoyat.

Aytaylik, har safar zaryadlanganda elektrolitning kichik bir qismini iste&39;mol qiladi, keyin batareyalar yig&39;ilishida ko&39;proq elektrolitlar mavjud. Doimiy konteynerlar uchun bu oz miqdordagi faol moddaning yuklanganligini anglatadi, bu esa dastlabki quvvatning pasayishiga olib keladi. Bundan tashqari, agar qattiq mahsulot paydo bo&39;lsa, elektrod yuzasida passivatsiya plyonkasi hosil bo&39;ladi, bu batareyaning batareyaning chiqish kuchlanishini oshirishga olib keladi.

Asl 2: Elektrolit (Qaytaruvchi) I Elektrod tahlili bo&39;yicha 1 Batareya quvvatini kamaytirish, batareya quvvati va aylanish muddatiga nisbatan elektrolitlarni kamaytirish reaktsiyasi salbiy ta&39;sir qiladi va gazning kamayishi tufayli batareyani ko&39;paytirish va shu bilan xavfsizlik muammolariga olib keladi. Ijobiy elektrodni tahlil qilish kuchlanishi odatda 4,5V dan yuqori (Li / Li + bilan bog&39;liq), shuning uchun ularni ijobiy tahlil qilish oson emas.

Buning o&39;rniga, elektrolitlar tahlil qilish uchun ko&39;proq farqlanadi. 2, elektrolitlar salbiy elektrodda tahlil qilinadi: elektrolitlar grafit va boshqa pitonal uglerod negativlarida yuqori emas va qaytarilmas bo&39;lsa, reaksiyaga kirishish oson. Birlamchi zaryad va zaryadsizlanish vaqtida elektrolitik eritma tahlili elektrod yuzasida passivatsiya plyonkasini hosil qiladi va passivatsiya plyonkasi elektrolitlar va uglerod manfiy elektrodning keyingi tahlilini oldini oladi.

Shunday qilib, uglerod salbiy elektrodning strukturaviy barqarorligi saqlanadi. Ideal holda, elektrolitning kamayishi passivatsiya plyonkasining shakllanish bosqichi bilan chegaralanadi va jarayon barqaror bo&39;lganda endi sodir bo&39;lmaydi. Passivatsiya plyonkasining elektrolit tuzi hosil bo&39;lishining kamayishi passivatsiya plyonkasini shakllantirishda ishtirok etadi, bu passivatsiya plyonkasini barqarorlashtirishni osonlashtiradi, ammo erituvchiga tushiriladigan erigan material erituvchini kamaytirish mahsulotiga salbiy ta&39;sir qiladi; (2) elektrolitlar tuzining kamayishi Elektrolitik eritmaning kontsentratsiyasi pasayib ketdi va nihoyat batareya quvvatiga sabab bo&39;ldi (LIF, LiXPF5-X, PF3O va PF3 hosil qilish uchun LiPF6 qisqarishi); (3) Passivatsiya plyonkasining shakllanishi lityum ionlarini iste&39;mol qilishdan iborat bo&39;lib, bu qutb quvvatining muvozanatiga olib kelishi mumkin.

Butun batareya quvvati kamayadi. (4) Passivatsiya plyonkasida yoriq bo&39;lsa, erituvchi molekulasi passivatsiya plyonkasini qalinlashtirish uchun o&39;tkazilishi mumkin, bu nafaqat ko&39;proq litiyni iste&39;mol qiladi, balki uglerod yuzasidagi mikroporlarni blokirovka qilish mumkin, natijada lityum joylashtirmaydi va bo&39;shatilmaydi, natijada qaytarib bo&39;lmaydigan sig&39;im yo&39;qoladi. CO2, N2O, CO, SO2 va boshqalar kabi noorganik qo&39;shimchalarni qo&39;shing.

, passivatsiya plyonkasi shakllanishini tezlashtirishi mumkin va erituvchining ramziylashuvi va tahlilini inhibe qilishi mumkin va toj efir organik qo&39;shimchasining qo&39;shilishi bir xil ta&39;sirga ega, bunda 12 ta toj 4 efir eng yaxshisidir. Film hosil qilish qobiliyatini yo&39;qotish omillari: (1) uglerod turi; (2) elektrolitlar tarkibi; (3) elektrod yoki elektrolitdagi qo&39;shimchalar. BLYR ion almashinuvi reaktsiyasi faol materialning yuzasidan uning yadrosiga o&39;tadi, hosil bo&39;lgan yangi bosqich ko&39;miladi va zarralar yuzasi past ion va elektron o&39;tkazuvchanligini hosil qiladi, shuning uchun saqlashdan keyin shpinel.

Saqlashdan ko&39;ra ko&39;proq polarizatsiya. ZHANG elektrod materialidan oldin va keyin AC impedans spektrining qiyosiy parchalanishini kashf etadi, yangi davrlar soni bilan sirt passivatsiya qatlamining qarshiligi oshdi va interfeys sig&39;imi kamayadi. Passivatsiya qatlamining qalinligini aks ettiruvchi davrlar soni bilan qo&39;shiladi.

Marganetsning erishi va elektrolitlar tahlili natijasida passivatsiya plyonkasi hosil bo&39;ladi va yuqori harorat sharoitlari bu reaktsiyalar uchun qulayroqdir. Bu faol material zarralarining bilvosita qarshiligiga va Li + migratsiya qarshiligining oshishiga olib keladi, shu bilan batareyaning polarizatsiyasini oshiradi va zaryadlash va zaryadsizlanish tugallanmagan va quvvat kamayadi. II elektrolitik eritma qaytaruvchi mexanizm elektrolitlar ko&39;pincha kislorod, suv, karbonat angidrid kabi aralashmalarni o&39;z ichiga oladi va batareyani zaryadlash va tushirish jarayonida oksidlanish reaktsiyalari sodir bo&39;ladi.

Elektrolitni pasaytirish mexanizmi erituvchini kamaytirish, elektrolitlarni kamaytirish va nopoklikni kamaytirishning uchta jihatini o&39;z ichiga oladi: 1, erituvchini kamaytirish PC va EK ikkinchi elektron reaktsiya jarayoniga elektron reaktsiyasini o&39;z ichiga oladi, ikkinchi elektron reaktsiya Li2CO3 hosil qiladi: FONG va boshqalar.

li / li +), PC / EC grafitda elektrokimyoviy reaksiya hosil qiladi, CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) va LiCO3 (s) hosil qiladi, natijada grafit elektrodlarida qaytarib bo&39;lmaydigan sig&39;im yo&39;qoladi. Aurbach va boshqalar turli xil elektrolitlarni kamaytirish mexanizmi va uning metall lityum elektrod va uglerod asosidagi elektrod mahsulotlari uchun RocO2Li va propilenning shaxsiy kompyuterning elektron reaktsiya mexanizmida paydo bo&39;lishini aniqladilar. Roco2li iz suviga juda sezgir.

Qattiq mahsulot Li2CO3 va propilendir, lekin quritish qutisida Li2CO3 yo&39;q. Ein-Eliy, dietil karbonat (DEC) va diometimetan (DMC) dan tayyorlangan elektrolit, reaksiya reaktsiyasi akkumulyatorda sodir bo&39;lishini va metil karbonat (EMC) hosil bo&39;lishini va ma&39;lum bir quvvatni yo&39;qotishi haqida xabar berdi. Ta&39;sir.

2, elektrolitning qaytarilish elektrolitini kamaytirish reaktsiyasi odatda uglerod elektrodining sirtini shakllantirishda ishtirok etadi va shuning uchun ularning turlari va kontsentratsiyasi uglerod elektrodining ishlashiga ta&39;sir qiladi. Ba&39;zi hollarda elektrolitning kamayishi uglerod yuzasining barqarorligiga hissa qo&39;shadi va kerakli passivatsiya qatlamini yaratishi mumkin. Odatda, qo&39;llab-quvvatlovchi elektrolitni erituvchiga qaraganda kamaytirish osonroq, deb ishoniladi va mahsulotning salbiy elektrodga qo&39;shilishi plyonkaga qo&39;shilishi va batareya quvvatining pasayishiga ta&39;sir qiladi.

Elektrolitlarni qo&39;llab-quvvatlaydigan bir nechta qaytarilish reaktsiyalari quyidagicha sodir bo&39;lishi mumkin: 3, Nopoklikni kamaytirishdagi suv miqdori (1) Elektrolitdagi suv miqdori LiOH (S) va Li2O cho&39;kma qatlamlarini hosil qiladi, bu esa litiy ionining joylashishiga yordam bermaydi, bu esa qaytarib bo&39;lmaydigan quvvatni yo&39;qotishiga olib keladi: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (lar) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 elektrod yuzasini cho&39;ktirish uchun LiOH (S) hosil qiladi, katta qarshilikka ega bo&39;lgan katta sirt plyonkasini hosil qiladi, Li + o&39;rnatilgan grafit elektrodlariga to&39;sqinlik qiladi, natijada qaytarib bo&39;lmaydigan quvvat yo&39;qoladi. Erituvchidagi o&39;rtacha suv (100-300×10-6) Grafit elektrodining ishlashiga ta&39;sir qilmaydi. (2) Solventdagi CO2 manfiy elektrodda kamaytirilib, CO va LiCO3 (S) hosil bo&39;lishi mumkin: 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO batareyada batareya quvvatini oshiradi, Li2CO3 (S) esa batareyaning qarshiligini oshiradi batareya quvvatini oshiradi.

(3) Erituvchida kislorodning mavjudligi ham Li2O ni hosil qiladi, chunki metall litiy va butunlay parallel lityum uglerod o&39;rtasidagi potentsial farq kichik va elektrolitning uglerodga qisqarishi litiyning kamayishi bilan o&39;xshashdir. Dastlab 3: O&39;z-o&39;zidan zaryadsizlanish o&39;z-o&39;zidan zaryadsizlanishi batareyaning foydalanilmagan holatda tabiiy ravishda yo&39;qolishini anglatadi. Lityum-ion batareyaning o&39;z-o&39;zidan zaryadsizlanishi ikki holatda bo&39;ladi: biri teskari quvvatni yo&39;qotish; ikkinchisi - qaytarib bo&39;lmaydigan qobiliyatni yo&39;qotish.

Qaytariladigan sig&39;imning yo&39;qolishi, yo&39;qotish quvvati zaryadlash vaqtida tiklanishi mumkinligini anglatadi va qaytarilmaydigan sig&39;im yo&39;qolishi qaytariladi va ijobiy va salbiy elektrod zaryad holatida elektrolitlar bilan mikro-hujayradan foydalanishda ishlatilishi mumkin, va lityum ion ko&39;milgan va cho&39;l, ijobiy va salbiy joylashtirish va o&39;chirish. O&39;rnatilgan lityum ionlari faqat elektrolitning litiy ionlari bilan bog&39;liq va shuning uchun musbat va salbiy elektrod sig&39;imi muvozanatsizdir. Imkoniyatlarni yo&39;qotishning bu qismini zaryad olayotganda tiklab bo&39;lmaydi.

Masalan: Litiy marganets oksidi musbat elektrod va erituvchi o&39;z-o&39;zidan zaryadsizlanishi natijasida o&39;z-o&39;zidan zaryadsizlanishi mumkin: erituvchi molekulalari (masalan, PC) o&39;tkazuvchan material yuzasida mikrobial hujayralar sifatida oksidlanadi uglerod qora yoki oqim suyuqligi: bir xil, salbiy elektrod faol modda. elektrolitlar (masalan, LiPF6).

Zaryadlovchi holatning salbiy elektrodi sifatida mikrokontrollerning salbiy elektrodidan lityum ion chiqariladi: o&39;z-o&39;zidan tushirish Faktorlar: musbat elektrod materiallarini ishlab chiqarish jarayoni, batareyani ishlab chiqarish jarayoni, elektrolitlar xususiyatlari, harorat, vaqt. O&39;z-o&39;zidan tushirish tezligi erituvchining oksidlanish tezligi bilan qattiq nazorat qilinadi, shuning uchun hal qiluvchi barqarorligi batareyaning saqlash muddatiga ta&39;sir qiladi. Erituvchining oksidlanishi uglerod qora yuzasida sodir bo&39;ladi va uglerod qora sirt maydoni o&39;z-o&39;zidan tushirish tezligini nazorat qilishi mumkin, ammo LIMN2O4 musbat elektrod materiali uchun faol materialning sirt maydoni ham qattiq kamayadi va oqim kollektor yuzasi hal qiluvchi oksidlanishdan foydalanishni e&39;tiborsiz qoldirib bo&39;lmaydi.

Batareya diafragmasidan oqadigan oqim ham lityum-ion batareyada o&39;z-o&39;zidan zaryadsizlanishiga olib kelishi mumkin, ammo jarayon diafragma qarshiligi bilan cheklangan, juda past tezlikda va harorat bilan hech qanday aloqasi yo&39;q. Batareyaning o&39;z-o&39;zini zaryadsizlantirish tezligi haroratga kuchli bog&39;liqligini hisobga olsak, bu jarayon o&39;z-o&39;zini zaryadsizlantirishda muhim mexanizm emas. Salbiy elektrod etarli elektr quvvati holatida bo&39;lsa, batareyaning tarkibi yo&39;q qilinadi, bu esa doimiy quvvatni yo&39;qotishiga olib keladi.