Beïnvloed deur die warm graad van die mark vir elektriese voertuie,litium-ioon batterye, as een van die kernkomponente van elektriese voertuie, is tot 'n groot mate beklemtoon.Mense is daartoe verbind om 'n lang lewe, hoë krag, goeie veiligheid litium-ioon battery te ontwikkel.Onder hulle, die verswakking vanlitium-ioon batterykapasiteit is baie waardig van almal se aandag, slegs 'n volle begrip van die redes vir die verswakking van litium-ioon batterye of die meganisme, ten einde die regte medisyne te kan voorskryf om die probleem op te los, dat litium-ioon batterye kapasiteit waarom die verswakking?
Redes vir kapasiteit agteruitgang van litium-ioon batterye
1. Positiewe elektrode materiaal
LiCoO2 is een van die katodemateriale wat algemeen gebruik word (3C-kategorie word wyd gebruik, en kragbatterye dra basies ternêre en litiumysterfosfaat).Soos die aantal siklusse toeneem, dra die verlies aan aktiewe litiumione meer by tot die kapasiteitsverval.Na 200 siklusse het LiCoO2 nie 'n fase-oorgang ondergaan nie, maar eerder 'n verandering in die lamellêre struktuur, wat gelei het tot probleme met Li+-ontbedding.
LiFePO4 het goeie strukturele stabiliteit, maar die Fe3+ in die anode los op en verminder tot Fe-metaal op die grafietanode, wat lei tot verhoogde anodepolarisasie.Oor die algemeen word die Fe3+-oplossing verhoed deur die laag van LiFePO4-deeltjies of die keuse van elektroliet.
NCM-ternêre materiale ① Oorgangsmetaalione in die oorgangsmetaaloksied-katodemateriaal is maklik om by hoë temperature op te los, wat dus in die elektroliet vrymaak of op die negatiewe kant neerslaan, wat kapasiteitsvermindering veroorsaak;② Wanneer die spanning hoër as 4.4V vs. Li+/Li is, lei die strukturele verandering van die ternêre materiaal tot kapasiteitsdegradasie;③ Li-Ni gemengde rye, wat lei tot die blokkasie van Li+ kanale.
Die hoofoorsake van kapasiteit agteruitgang in LiMnO4-gebaseerde litium-ioon batterye is 1. onomkeerbare fase of strukturele veranderinge, soos die Jahn-Teller aberrasie;en 2. oplossing van Mn in die elektroliet (teenwoordigheid van HF in die elektroliet), disproporsioneringsreaksies, of reduksie by die anode.
2.Negatiewe elektrode materiale
Die generering van litiumneerslag aan die anodekant van grafiet (deel van die litium word "dooie litium" of genereer litiumdendriete), by lae temperature vertraag litiumioondiffusie maklik wat lei tot litiumpresipitasie, en litiumpresipitasie is ook geneig om te voorkom wanneer die N/P-verhouding te laag is.
Herhaalde vernietiging en groei van SEI-film aan die anodekant lei tot litiumuitputting en verhoogde polarisasie.
Die herhaalde proses van litium inbedding/de-litium verwydering in die silikon-gebaseerde anode kan maklik lei tot volume uitbreiding en kraak mislukking van die silikon deeltjies.Daarom, vir silikonanode, is dit veral van kritieke belang om 'n manier te vind om sy volume-uitbreiding te inhibeer.
3.Elektroliet
Faktore in die elektroliet wat bydra tot kapasiteitsdegradasie vanlitium-ioon batteryeinsluit:
1. Ontbinding van oplosmiddels en elektroliete (ernstige mislukking of veiligheidsprobleme soos gasproduksie), vir organiese oplosmiddels, wanneer die oksidasiepotensiaal groter as 5V is teenoor Li+/Li of reduksiepotensiaal laer as 0.8V is (verskillende elektrolietontbindingspanning is anders), maklik om te ontbind.Vir elektroliet (bv. LiPF6), is dit maklik om te ontbind by hoër temperatuur (meer as 55 ℃) as gevolg van swak stabiliteit;.
2. Soos die aantal siklusse toeneem, neem die reaksie tussen die elektroliet en die positiewe en negatiewe elektrodes toe, wat die massa-oordragkapasiteit laat verswak.
4. Diafragma
Die diafragma kan die elektrone blokkeer en die transmissie van ione vervul.Die vermoë van die diafragma om Li+ te vervoer word egter verminder wanneer die diafragmagate geblokkeer word deur ontbindingsprodukte van die elektroliet, ens., of wanneer die diafragma by hoë temperature krimp, of wanneer die diafragma verouder.Daarbenewens is die vorming van litiumdendriete wat die diafragma deurboor wat tot interne kortsluiting lei, die hoofrede vir die mislukking daarvan.
5. Versamel vloeistof
Die oorsaak van kapasiteitsverlies as gevolg van die versamelaar is oor die algemeen die korrosie van die versamelaar.Koper word as die negatiewe versamelaar gebruik omdat dit maklik is om by hoë potensiale te oksideer, terwyl aluminium as die positiewe versamelaar gebruik word omdat dit maklik is om 'n litium-aluminiumlegering met litium teen lae potensiale te vorm.Onder lae spanning (so laag as 1.5V en onder, oorontlading), oksideer koper na Cu2+ in die elektroliet en slaan neer op die oppervlak van die negatiewe elektrode, wat die ontbedding van litium belemmer, wat lei tot kapasiteitsdegradasie.En aan die positiewe kant, oorlaai van diebatteryveroorsaak putvorming van die aluminium versamelaar, wat lei tot 'n toename in interne weerstand en kapasiteit agteruitgang.
6. Lading en ontlading faktore
Oormatige lading en ontlading vermenigvuldigers kan lei tot versnelde kapasiteit agteruitgang van litium-ioon batterye.'n Toename in die laai-/ontladingsvermenigvuldiger beteken dat die polarisasie-impedansie van die battery dienooreenkomstig toeneem, wat lei tot 'n afname in kapasiteit.Daarbenewens lei die diffusie-geïnduseerde spanning wat gegenereer word deur laai en ontlading teen hoë vermenigvuldigingstempo's tot die verlies van katode aktiewe materiaal en versnelde veroudering van die battery.
In die geval van oorlaai en oorontlading van batterye, is die negatiewe elektrode geneig tot litiumneerslag, die positiewe elektrode oormatige litiumverwyderingsmeganisme stort ineen, en die oksidatiewe ontbinding van die elektroliet (die voorkoms van neweprodukte en gasproduksie) word versnel.Wanneer die battery oorontlaai is, is die koperfoelie geneig om op te los (verhinder litium-ontbedding, of die opwekking van koperdendriete direk), wat lei tot kapasiteitsdegradasie of batteryonderbreking.
Laaistrategiestudies het getoon dat wanneer die laaiafsnyspanning 4V is, die gepaste verlaging van die laaiafsnyspanning (bv. 3.95V) die sikluslewe van die battery kan verbeter.Dit is ook getoon dat vinnige laai van 'n battery tot 100% SOC vinniger verval as vinnige laai tot 80% SOC.Daarbenewens het Li et al.gevind dat alhoewel polsing die laaidoeltreffendheid kan verbeter, die interne weerstand van die battery aansienlik sal styg, en die verlies van negatiewe elektrode aktiewe materiaal is ernstig.
7.Temperatuur
Die effek van temperatuur op die kapasiteit vanlitium-ioon batteryeis ook baie belangrik.Wanneer dit vir lang tydperke by hoër temperature gebruik word, is daar 'n toename in newereaksies binne die battery (bv. ontbinding van die elektroliet), wat lei tot 'n onomkeerbare verlies aan kapasiteit.Wanneer dit vir lang tydperke by laer temperature werk, neem die totale impedansie van die battery toe (elektrolietgeleiding neem af, SEI-impedansie neem toe en die tempo van elektrochemiese reaksies neem af), en litiumneerslag vanaf die battery is geneig om te voorkom.
Bogenoemde is die hoofrede vir litium-ioon battery kapasiteit agteruitgang, deur die bogenoemde inleiding glo ek dat jy 'n begrip het van die oorsake van litium-ioon battery kapasiteit agteruitgang.
Pos tyd: Jul-24-2023