Įtakoje karšto elektromobilių rinkos lygio,ličio jonų baterijos, kaip vienas iš pagrindinių elektromobilių komponentų, buvo labai akcentuojamas.Žmonės yra pasiryžę sukurti ilgą tarnavimo laiką, didelės galios, geros saugos ličio jonų akumuliatorių.Tarp jų – susilpnėjimasličio jonų baterijatalpa yra labai verta visų dėmesio, tik visiškas ličio jonų akumuliatorių susilpnėjimo priežasčių ar mechanizmo supratimas, kad būtų galima paskirti tinkamą vaistą problemai išspręsti, kad ličio jonų akumuliatorių talpa kodėl slopinimas?
Ličio jonų akumuliatorių talpos sumažėjimo priežastys
1.Teigiama elektrodo medžiaga
LiCoO2 yra viena iš dažniausiai naudojamų katodinių medžiagų (3C kategorija yra plačiai naudojama, o maitinimo baterijose iš esmės yra trijų ir ličio geležies fosfatas).Didėjant ciklų skaičiui, aktyvių ličio jonų praradimas labiau prisideda prie talpos mažėjimo.Po 200 ciklų LiCoO2 nepatyrė fazinio perėjimo, o pasikeitė sluoksninė struktūra, todėl kilo sunkumų išimant Li +.
LiFePO4 turi gerą struktūrinį stabilumą, tačiau Fe3+ anode ištirpsta ir redukuojasi į Fe metalą ant grafito anodo, todėl padidėja anodo poliarizacija.Paprastai Fe3+ tirpimui neleidžiama padengti LiFePO4 dalelėmis arba pasirenkamas elektrolitas.
NCM trinarės medžiagos ① Pereinamojo metalo oksido katodo medžiagoje esantys pereinamojo metalo jonai lengvai ištirpsta aukštoje temperatūroje, todėl išsilaisvina elektrolitas arba nusėda ant neigiamos pusės, dėl ko sumažėja talpa;② Kai įtampa yra didesnė nei 4,4 V, palyginti su Li+/Li, dėl trijų komponentų struktūrinių pokyčių sumažėja talpa;③ Li-Ni mišrios eilutės, dėl kurių Li + kanalai blokuojami.
Pagrindinės LiMnO4 pagrindu pagamintų ličio jonų baterijų talpos sumažėjimo priežastys yra 1. negrįžtami fazės arba struktūriniai pokyčiai, pvz., Jahn-Teller aberacija;ir 2. Mn tirpimas elektrolite (HF buvimas elektrolite), disproporcijos reakcijos arba redukcija prie anodo.
2.Neigiamų elektrodų medžiagos
Ličio kritulių susidarymas grafito anodo pusėje (dalis ličio tampa "negyvu ličiu" arba generuoja ličio dendritus), esant žemai temperatūrai, ličio jonų difuzija lengvai sulėtėja, todėl susidaro ličio nuosėdos, taip pat dažnai gali atsirasti ličio kritulių. kai N/P santykis per mažas.
Pakartotinis SEI plėvelės sunaikinimas ir augimas anodo pusėje sukelia ličio išeikvojimą ir padidina poliarizaciją.
Pakartotinis ličio įterpimo / deličio pašalinimo silicio pagrindo anode procesas gali lengvai padidinti tūrį ir silicio dalelių įtrūkimus.Todėl silicio anodui ypač svarbu rasti būdą, kaip slopinti jo tūrio padidėjimą.
3.Elektrolitas
Veiksniai, esantys elektrolite, prisidedantys prie jo talpos sumažėjimoličio jonų baterijosįtraukti:
1. Tirpiklių ir elektrolitų skilimas (rimtas gedimas arba saugos problemos, pvz., dujų gamyba), organiniams tirpikliams, kai oksidacijos potencialas yra didesnis nei 5 V, palyginti su Li+/Li arba redukcijos potencialas mažesnis nei 0,8 V (skirtinga elektrolitų skilimo įtampa skirtingi), lengvai suskaidomi.Dėl prasto stabilumo elektrolitas (pvz., LiPF6) lengvai suyra aukštesnėje temperatūroje (virš 55 ℃);.
2. Didėjant ciklų skaičiui, didėja reakcija tarp elektrolito ir teigiamų bei neigiamų elektrodų, todėl masės perdavimo pajėgumas susilpnėja.
4.Diafragma
Diafragma gali blokuoti elektronus ir įvykdyti jonų perdavimą.Tačiau diafragmos gebėjimas transportuoti Li+ sumažėja, kai diafragmos angas užkemša elektrolito skilimo produktai ir pan., arba kai diafragma susitraukia esant aukštai temperatūrai, arba kai diafragma sensta.Be to, pagrindinė jo gedimo priežastis yra ličio dendritų susidarymas, pramušantis diafragmą, sukeliantis vidinį trumpąjį jungimą.
5. Skysčio surinkimas
Dėl kolektoriaus galios praradimo priežastis paprastai yra kolektoriaus korozija.Varis naudojamas kaip neigiamas kolektorius, nes jį lengva oksiduoti esant dideliam potencialui, o aliuminis naudojamas kaip teigiamas kolektorius, nes iš jo lengva suformuoti ličio ir aliuminio lydinį su ličiu esant mažam potencialui.Esant žemai įtampai (iki 1,5 V ir mažesnės, per didelės iškrovos), varis oksiduojasi iki Cu2+ elektrolite ir nusėda ant neigiamo elektrodo paviršiaus, trukdydamas išsiskirstyti ličiui, todėl sumažėja talpa.Ir teigiama pusė, per didelis apmokestinimasbaterijasukelia aliuminio kolektoriaus duobių susidarymą, dėl ko padidėja vidinė varža ir sumažėja talpa.
6. Įkrovimo ir iškrovos faktoriai
Per didelis įkrovimo ir iškrovimo daugikliai gali pagreitinti ličio jonų akumuliatorių talpos sumažėjimą.Įkrovimo/iškrovimo daugiklio padidėjimas reiškia, kad atitinkamai padidėja akumuliatoriaus poliarizacijos varža, todėl sumažėja talpa.Be to, difuzijos sukeltas įtempis, atsirandantis įkraunant ir iškraunant didelius dauginimosi greičius, praranda katodo aktyviąją medžiagą ir pagreitina akumuliatoriaus senėjimą.
Perkraunant ir iškraunant baterijas, neigiamas elektrodas yra linkęs į ličio nusodinimą, teigiamo elektrodo perteklinio ličio pašalinimo mechanizmas suyra, pagreitėja oksidacinis elektrolito skilimas (šalutinių produktų atsiradimas ir dujų susidarymas).Kai akumuliatorius yra per daug išsikrovęs, vario folija linkusi ištirpti (trukdo ličio demontavimui arba tiesiogiai susidaro vario dendritai), todėl sumažėja talpa arba sugenda akumuliatorius.
Įkrovimo strategijos tyrimai parodė, kad kai įkrovimo ribinė įtampa yra 4 V, tinkamai sumažinus įkrovimo ribinę įtampą (pvz., 3,95 V), gali pailgėti akumuliatoriaus veikimo laikas.Taip pat buvo įrodyta, kad greitai įkraunant akumuliatorių iki 100 % SOC, jis nyksta greičiau nei greitai įkraunant iki 80 % SOC.Be to, Li ir kt.nustatė, kad nors pulsavimas gali pagerinti įkrovimo efektyvumą, akumuliatoriaus vidinė varža žymiai padidės, o neigiamos elektrodo aktyviosios medžiagos praradimas yra rimtas.
7.Temperatūra
Temperatūros įtaka talpailičio jonų baterijostaip pat labai svarbu.Ilgą laiką dirbant aukštesnėje temperatūroje, akumuliatoriuje sustiprėja šalutinės reakcijos (pvz., suyra elektrolitas), todėl negrįžtamai prarandama talpa.Ilgą laiką dirbant žemesnėje temperatūroje, padidėja bendra akumuliatoriaus varža (mažėja elektrolitų laidumas, didėja SEI varža, mažėja elektrocheminių reakcijų greitis), o iš akumuliatoriaus gali iškristi ličio nuosėdos.
Tai, kas išdėstyta pirmiau, yra pagrindinė ličio jonų baterijos talpos mažėjimo priežastis. Manau, kad per pirmiau pateiktą įvadą supratote ličio jonų akumuliatoriaus talpos mažėjimo priežastis.
Paskelbimo laikas: 2023-07-24