Onínọmbà ti awọn fa igbekale ti litiumu agbara batiri attenuation

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Ninu batiri ion litiumu kan, iwọntunwọnsi agbara jẹ afihan bi ipin pupọ ti elekiturodu rere si elekiturodu odi, eyun:<000000>gamma;= m + / m- =δXC- /δYC + agbekalẹ oke C n tọka agbara coulomb imọ-ẹrọ ti elekiturodu,δkekere,δY n tọka si wiwọn kẹmika ti awọn ions lithium ti a fi sinu elekiturodu odi ati elekiturodu rere kan. A le rii lati inu agbekalẹ ti o wa loke pe ipin pupọ ti awọn ọpá meji naa dale lori nọmba ti agbara coulomb ati awọn oniwun lithium ions ti o ni iyipada ni ibamu si awọn ọpa meji naa. Ni gbogbogbo, ipin ibi-pupọ ti o kere julọ fa lilo pipe ti ohun elo elekiturodu odi; ipin ibi-nla ti o tobi julọ le ni eewu aabo nitori elekiturodu odi ti a gbe lori aga.

Ni kukuru, ni ipin didara iṣapeye julọ, iṣẹ batiri jẹ aipe. Ni ibatan si eto batiri Li-ION ti o peye, ni akoko ọmọ rẹ, iye akoonu ko yipada, ati pe agbara ibẹrẹ ni ọmọ kọọkan jẹ iye kan, ṣugbọn ipo gangan jẹ idiju pupọ sii. Eyikeyi iṣesi ẹgbẹ ti o le han tabi jẹ awọn ions litiumu tabi awọn elekitironi le fa iyipada ninu iwọntunwọnsi agbara batiri, ni kete ti iwọntunwọnsi agbara batiri ba waye, iyipada yii ko ṣee ṣe, ati pe o le ṣajọpọ nipasẹ awọn iyipo pupọ, ati pe iṣẹ batiri naa waye.

Ipa pataki. Ni afikun, ayafi fun idaduro ifoyina ti ion litiumu, nọmba nla ti awọn aati ẹgbẹ wa, gẹgẹbi itupalẹ elekitiroti, itu nkan ti nṣiṣe lọwọ, ifisilẹ litiumu irin, ati bẹbẹ lọ. Atilẹba ọkan: overcharge 1, graphite odi overcharged: Nigbati batiri ba ti gba agbara ju, ion litiumu yoo dinku ni irọrun ni oju odi: litiumu ti a fi silẹ ti wa ni bo pelu oju odi, idilọwọ ifibọ litiumu.

Imudara idasilẹ ti dinku ati pipadanu agbara, atilẹba: 1 le dinku nipasẹ lithium cyclic; 2 ti a fi sinu litiumu irin ati epo tabi atilẹyin elekitiroti lati dagba Li2CO3, LIF tabi awọn ọja miiran; 3 irin litiumu ti wa ni maa akoso laarin awọn odi elekiturodu ati diaphragm, o ṣee Awọn pores ti diaphragm ìdènà mu awọn ti abẹnu resistance ti awọn batiri;. Gbigba agbara ni iyara, iwuwo lọwọlọwọ ti o tobi ju, ilodisi odi ti ko lagbara, ifisilẹ lithium yoo jẹ kedere diẹ sii. Ipo yii rọrun lati waye ni iṣẹlẹ ti elekiturodu odi ti nṣiṣe lọwọ.

Bibẹẹkọ, ninu ọran ti oṣuwọn gbigba agbara giga, ifisilẹ ti litiumu irin le waye paapaa ti ipin ti ohun elo elekiturodu rere ati odi jẹ deede. 2, iṣesi konge rere jẹ kekere pupọ nigbati elekiturodu rere ti nṣiṣe lọwọ resistance jẹ kekere, ati pe o rọrun lati gba agbara. Iyipada rere jẹ ki ipadanu agbara jẹ nitori iṣẹlẹ ti awọn nkan inert elekitirokemika (bii CO3O4, MN2O3, ati bẹbẹ lọ.

), eyi ti o disrupts awọn iwọntunwọnsi agbara laarin awọn amọna, ati awọn oniwe-agbara pipadanu jẹ irreversible. (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 litiumu manganese lenu waye ni ipinle kan nibiti litiumu manganese oxide ti wa ni pipe patapata.:λ-Mno2→Mn2O3 + O2 (G) 3, elekitiroti jẹ oxidized nigbati elekitiroti jẹ oxidized nigbati titẹ ba ga ju 4.5V, ati elekitiroti (fun apẹẹrẹ.

, Li2CO3) ati gaasi ti wa ni oxidized, ati awọn wọnyi insolublements yoo dènà awọn micropores ti awọn elekiturodu. Iṣilọ ti awọn ions litiumu nfa ipadanu agbara lakoko iyipo. Ni ipa lori oṣuwọn ti oṣuwọn ifoyina: Iru ati iwọn agbegbe dada ti oluranlowo conductive (dudu erogba, ati bẹbẹ lọ.

) ti a fi kun nipasẹ ohun elo elekiturodu rere dada iwọn ohun elo gbigba (erogba dudu, bbl) ninu ojutu elekitiroti ti a lo lọwọlọwọ, EC / DMC ni a gba pe o ni agbara ifoyina ti o ga julọ. Ilana ifoyina elekitirokemika ti ojutu ni gbogbogbo bi: ojutu→Awọn ọja ifoyina (awọn gaasi, awọn solusan ati awọn oludoti to lagbara) + NE-eyikeyi ifoyina ifoyina le mu ifọkansi ti elekitiroti pọ si, iduroṣinṣin elekitiroti ti dinku, ati agbara batiri ni ipari.

Ṣebi o jẹ apakan kekere ti elekitiroti ni gbogbo igba ti o ba gba agbara, lẹhinna diẹ sii electrolyte wa ni apejọ batiri. Fun awọn apoti igbagbogbo, eyi tumọ si pe iye kekere ti nkan ti nṣiṣe lọwọ ti kojọpọ, eyiti yoo fa idinku ninu agbara akọkọ. Siwaju sii, ti ọja ti o lagbara ba waye, a ṣẹda fiimu passivation lori dada ti elekiturodu, eyiti yoo fa ki batiri naa pọ si foliteji ti batiri naa.

Atilẹba 2: Electrolyte (Ipadabọ) I Lori itupalẹ elekiturodu 1 Dinku agbara batiri naa, ifasilẹ idinku electrolyte lodi si agbara batiri ati igbesi aye kaakiri yoo ni ipa ni odi, ati nitori idinku gaasi lati mu batiri pọ si, nitorinaa yori si awọn ọran ailewu. Awọn rere elekiturodu foliteji onínọmbà jẹ maa n tobi ju 4.5V (jẹmọ si Li / Li +), ki nwọn ba wa ni ko rorun a itupalẹ ninu awọn rere.

Dipo, awọn elekitiroti jẹ iyatọ diẹ sii lati ṣe itupalẹ. 2, electrolyte ti wa ni atupale lori awọn odi elekiturodu: awọn electrolyte ni ko ga ni graphite ati awọn miiran pithonal erogba Odi, ati awọn ti o jẹ rorun lati fesi ti o ba ti o jẹ irreversible. Onínọmbà ojutu electrolytic ni akoko idiyele akọkọ ati idasilẹ yoo ṣe fiimu passivation kan lori dada elekiturodu, ati fiimu passivation le ṣe idiwọ itupalẹ siwaju ti elekitiroti ati elekiturodu odi erogba.

Nitorinaa, iduroṣinṣin igbekalẹ ti elekiturodu odi erogba ti wa ni itọju. Bi o ṣe yẹ, idinku ti elekitiroti jẹ opin si ipele iṣelọpọ ti fiimu passivation, ati pe ilana naa ko tun waye nigbati ọmọ ba wa ni iduroṣinṣin. Idinku ti iṣelọpọ ti iyọ electrolyte ti fiimu passivation jẹ ipa ninu iṣelọpọ ti fiimu passivation, eyiti o ṣe imuduro imuduro ti fiimu passivation, ṣugbọn awọn ohun elo ti a ti tuka ti o dinku si iyọdajẹ ti ni ipa ni ikolu nipasẹ ọja idinku epo; (2) Idinku iyọ elekitiroti A dinku ifọkansi ti ojutu electrolytic, ati nikẹhin fa agbara batiri (idinku LiPF6 lati ṣe ina LIF, LiXPF5-X, PF3O ati PF3); (3) Ibiyi ti fiimu passivation ni lati jẹ awọn ions lithium, eyiti o le fa ki agbara pola jẹ aiṣedeede.

Gbogbo batiri ti dinku. (4) Ti o ba ti wa ni kiraki lori awọn passivation fiimu, awọn epo moleku le ti wa ni ti o ti gbe lati ṣe awọn passivation fiimu nipon, eyi ti ko nikan agbara diẹ litiumu, sugbon o jẹ ṣee ṣe lati dènà awọn micropores lori dada ti erogba, Abajade litiumu lagbara lati fi sabe ati ki o gba agbara Abajade ni irreversible agbara pipadanu. Ṣafikun diẹ ninu awọn afikun inorganic, gẹgẹbi CO2, N2O, CO, SO2, ati bẹbẹ lọ.

, le mu yara awọn Ibiyi ti passivation fiimu, ati ki o le dojuti awọn symbolization ati igbekale ti awọn epo, ati awọn afikun ti ade ether Organic aropo ni ipa kanna, ninu eyiti 12 ade 4 ether ti o dara ju. Awọn okunfa ti ipadanu agbara ti o ṣẹda fiimu: (1) Iru erogba; (2) awọn eroja electrolyte; (3) awọn afikun ninu elekiturodu tabi elekitiroti. BLYR gbagbọ pe ion paṣipaarọ ifaseyin ilọsiwaju lati dada ti ohun elo ti nṣiṣe lọwọ si mojuto rẹ, ipele tuntun ti a ṣẹda ti wa ni sin, ati dada ti awọn patikulu ṣe ion kekere ati elekitiriki elekitironi, nitorinaa spinel lẹhin ibi ipamọ.

Diẹ sii polarization ju ipamọ. ZHANG ṣe iwari jijẹ afiwera ti ikọlu AC impedance ṣaaju ati lẹhin ohun elo elekiturodu, pẹlu nọmba tuntun ti awọn iyika, resistance ti Layer passivation dada ti pọ si, ati agbara wiwo ti dinku. Ti n ṣe afihan sisanra ti Layer passivation ti wa ni afikun pẹlu nọmba awọn iyipo.

Itu ti manganese ati igbekale ti elekitiroti abajade ni dida fiimu passivation, ati awọn ipo iwọn otutu ti o ga julọ ni itara si awọn aati wọnyi. Eyi yoo fa atako aiṣe-taara ti awọn patikulu ohun elo ti nṣiṣe lọwọ ati ilosoke ninu resistance ijira Li +, nitorinaa jijẹ polarization ti batiri naa, ati idiyele ati idasilẹ ko pari, ati pe agbara dinku. II electrolytic ojutu elekitiriki elekitiroti nigbagbogbo ni awọn aimọ gẹgẹbi atẹgun, omi, erogba oloro, ati awọn aati oxidative waye lakoko idiyele batiri ati ilana itusilẹ.

Ilana idinku ti elekitiroti pẹlu idinku epo, idinku elekitiroti ati idinku aimọwọn ni awọn aaye mẹta: 1, idinku idinku idinku PC ati EC pẹlu ifaseyin elekitironi si ilana ifasilẹ itanna keji, ifura elekitironi keji fọọmu Li2CO3: FONG, ati bẹbẹ lọ, ni akọkọ Lakoko ilana idasilẹ, agbara elekiturodu sunmọ O.8V (vs.

li / li +), PC / EC n ṣe ifasilẹ elekitiroki lori graphite, ti o n ṣe CH = CHCH3 (G) / CH2 = CH2 (G) ati LiCO3 (s) , Abajade ni ipadanu agbara ti ko ni iyipada lori awọn amọna graphite. Aurbach et al fun ọpọlọpọ oniruuru ẹrọ idinku elekitiroti ati awọn ọja rẹ lori elekiturodu litiumu irin ati elekiturodu ti o da lori erogba, rii pe RocO2Li ati propylene waye ni ẹrọ ifasẹ itanna ti PC. Roco2li jẹ ifarabalẹ pupọ si wiwa omi.

Ọja ti o nipọn jẹ Li2CO3 ati propylene, ṣugbọn ko si Li2CO3 ninu ọran gbigbe. Ein-Eliy royin pe ohun elekitiroti ti a ṣe ti kaboneti diethyl (DEC) ati diomethymethane (DMC), ifasẹyin naa waye ninu batiri naa, ati pe methyl carbonate (EMC) ti ṣẹda, ati pe ipadanu agbara kan wa. Ipa.

2, esi idinku ti idinku electrolyte ti elekitiroti ni gbogbogbo ni a ka pe o ni ipa ninu dida dada ti elekiturodu erogba, ati nitorinaa, awọn oriṣi ati awọn ifọkansi rẹ yoo ni ipa lori iṣẹ ti elekiturodu erogba. Ni awọn igba miiran, idinku ti awọn electrolyte takantakan si awọn iduroṣinṣin ti awọn erogba dada, ati ki o le dagba awọn passivation Layer ti o fẹ. O gbagbọ ni gbogbogbo pe elekitiroti atilẹyin jẹ rọrun lati dinku ju iyọkuro, ati ifisi ọja idinku ninu fiimu elekiturodu odi ati ni ipa lori idinku agbara ti batiri naa.

Ọpọlọpọ awọn aati idinku ti o ṣe atilẹyin awọn elekitiroti le waye gẹgẹbi atẹle yii: 3, akoonu omi ni idinku Aimọ (1) Akoonu omi ti o wa ninu elekitiroti yoo ṣe agbejade LiOH (S) ati awọn ipele idasile Li2O, eyiti ko ṣe iranlọwọ si ifibọ ion litiumu, nfa ipadanu agbara ti ko le yipada: H2O + E→OH- + 1 / 2H2OH- + Li +→LiOH (awọn) LiOH + Li ++ E-→Li2O (S) + 1 / 2H2 fun wa LiOH (S) lati beebe awọn dada ti awọn elekiturodu, fẹlẹfẹlẹ kan ti o tobi dada film nini kan ti o tobi resistance, idilọwọ Li + ifibọ lẹẹdi amọna, Abajade ni irreversible agbara pipadanu. Omi alabọde ninu epo (100-300×10-6) Ko si ipa lori iṣẹ elekiturodu lẹẹdi. (2) CO2 ninu epo le dinku lori elekiturodu odi lati dagba CO ati LiCO3 (S): 2CO2 + 2E- + 2LI +→Li2CO3 + COCO yoo mu batiri sii ninu batiri naa, lakoko ti Li2CO3 (S) ṣe alekun resistance batiri pọ si iṣẹ batiri.

(3) Iwaju atẹgun ninu epo tun ṣe Li2O nitori iyatọ ti o pọju laarin litiumu irin ati erogba ti lithium ti o jọra patapata jẹ kekere, ati idinku ti electrolyte lori erogba jẹ iru si idinku litiumu. Ni akọkọ 3: Yiyọ ti ara ẹni tumọ si pe batiri ti sọnu nipa ti ara ni ipo ajeku. Awọn abajade ifasilẹ ti ara ẹni litiumu-ion ni awọn igba meji: ọkan jẹ ipadanu agbara iyipada; keji ni isonu ti irreversible agbara.

Awọn ipadanu agbara ipadanu tumo si wipe awọn agbara ti awọn isonu le ti wa ni pada nigba gbigba agbara, ati awọn ti kii-iparọ agbara ipadasẹhin ti wa ni ifasilẹ awọn, ati awọn rere ati odi elekiturodu le ṣee lo ni bulọọgi-cell lilo pẹlu awọn elekitiroti ni awọn gbigba agbara ipinle, ati litiumu ion ti wa ni ifibọ ati aṣálẹ, rere ati odi ifibọ ati pa. Awọn ions litiumu ti a fi sii nikan ni ibatan si awọn ions litiumu ti elekitiroti, ati pe agbara elekiturodu rere ati odi ko ni iwọntunwọnsi. Apakan ipadanu agbara ko le gba pada nigbati gbigba agbara.

Iru bii: Litiumu manganese oxide rere elekiturodu ati epo le ṣe ina ifasilẹ ti ara ẹni ti o fa nipasẹ ifasilẹ ti ara ẹni: awọn ohun alumọni epo (fun apẹẹrẹ, PC) jẹ oxidized bi awọn sẹẹli microbial lori dada ohun elo conductive erogba dudu tabi ito lọwọlọwọ: kanna, ohun elo elekiturodu odi ti nṣiṣe lọwọ O le jẹ itusilẹ ti ara ẹni lati inu ojutu electrolytic si elekitiroti (6) Electrouch ti dinku nipasẹ PF. bi LiPF6).

Ioni litiumu ti yọ kuro lati inu elekiturodu odi ti microcontroller bi elekiturodu odi ti ipo gbigba agbara: Awọn okunfa ifasilẹ ti ara ẹni: Ilana iṣelọpọ ti awọn ohun elo elekiturodu rere, ilana iṣelọpọ batiri, awọn ohun-ini elekitiroti, iwọn otutu, akoko. Oṣuwọn ifasilẹ ti ara ẹni jẹ iṣakoso ni wiwọ nipasẹ oṣuwọn ifoyina epo, nitorinaa iduroṣinṣin ti epo yoo ni ipa lori igbesi aye ipamọ ti batiri naa. Ifoyina ti epo naa waye ni dada ti dudu erogba, ati agbegbe ilẹ dudu ti erogba le ṣakoso oṣuwọn isọjade ti ara ẹni, ṣugbọn fun ohun elo elekiturodu rere LIMN2O4, dinku agbegbe dada ti ohun elo ti nṣiṣe lọwọ tun jẹ ni wiwọ, ati dada olugba lọwọlọwọ dojukọ lilo ifoyina epo ko le ṣe akiyesi.

Awọn lọwọlọwọ ti n jo nipasẹ diaphragm batiri tun le fa ifasilẹ ara ẹni ninu batiri ion lithium, ṣugbọn ilana naa ni opin nipasẹ resistance diaphragm, ni iwọn kekere pupọ, ko si ni nkankan lati ṣe pẹlu iwọn otutu. Ti o ba ṣe akiyesi pe oṣuwọn isọjade ti ara ẹni ti batiri naa ni igbẹkẹle daadaa lori iwọn otutu, ilana yii kii ṣe ẹrọ pataki ni ifasilẹ ara ẹni. Ti o ba ti odi elekiturodu wa ni ipo ti ina to, awọn akoonu ti batiri ti wa ni run, eyi ti yoo ja si ni yẹ agbara pipadanu.