Elektrik ulaglary bazarynyň gyzgyn derejesinden,litiý-ion batareýalaryelektrik ulaglarynyň esasy böleklerinden biri hökmünde köp derejede nygtaldy.Adamlar uzak ömri, ýokary güýji, gowy howpsuzlyk litiý-ion batareýasyny ösdürmegi maksat edinýärler.Şolaryň arasyndalitiý-ion batareýasykuwwaty hemmeleriň ünsüni özüne çekýär, diňe litiý-ion batareýalarynyň ýapylmagynyň sebäplerine ýa-da mehanizmine doly düşünmek, meseläni çözmek üçin dogry derman belläp bilmek üçin, litiý-ion batareýalarynyň kuwwatynyň näme üçin gowulaşma?
Lityum-ion batareýalarynyň kuwwatynyň peselmeginiň sebäpleri
1. Pozitiw elektrod materialy
LiCoO2, köplenç ulanylýan katod materiallaryndan biridir (3C kategoriýa giňden ulanylýar we güýç batareýalary esasan üçünji we litiý demir fosfat göterýär).Siklleriň sanynyň köpelmegi bilen işjeň litiý ionlarynyň ýitmegi kuwwatyň peselmegine has köp goşant goşýar.200 aýlawdan soň, LiCoO2 faza geçişini başdan geçirmedi, tersine, lamel gurluşynyň üýtgemegi, Li + de-goýmakda kynçylyklara sebäp boldy.
LiFePO4 oňat gurluş durnuklylygyna eýedir, ýöne anoddaky Fe3 + grafit anodda Fe metalyna eräp, azalýar, netijede anod polýarizasiýasy ýokarlanýar.Adatça Fe3 + dargamagy LiFePO4 bölejikleriniň örtülmegi ýa-da elektrolit saýlanmagynyň öňüni alýar.
NCM üç taraplaýyn materiallar transition Geçiş metal oksidi katod materialyndaky geçiş metal ionlary ýokary temperaturada eremek aňsat, şeýlelik bilen elektrolitde boşadylýar ýa-da kuwwatyň peselmegine sebäp bolýan negatiw tarapda goýulýar;The Naprýatageeniýe 4.4V-den ýokary bolsa, Li + / Li, üç taraplaýyn materialyň gurluş üýtgemegi kuwwatyň peselmegine getirýär;Li Li-Ni garyşyk hatarlar, Li + kanallarynyň petiklenmegine sebäp bolýar.
LiMnO4 esasly litiý-ion batareýalarynda kuwwatyň peselmeginiň esasy sebäpleri 1. Jahn-Teller aberasiýasy ýaly yzyna dolanyp bolmajak faza ýa-da gurluş üýtgemeleri;we 2. Mn-iň elektrolitde dargamagy (elektrolitde HF-iň bolmagy), deňsizlik reaksiýalary ýa-da anodda azalma.
2. Täze elektrod materiallary
Grafitiň anod tarapynda litiý ýagyşynyň emele gelmegi (litiniň bir bölegi "ölen litiý bolýar" ýa-da litiý dendritleri döredýär), pes temperaturada litiý ionynyň ýaýramagy haýal azalýar we litiý ýagyşyna sebäp bolýar. N / P gatnaşygy gaty pes bolanda.
Anod tarapynda SEI filminiň gaýta-gaýta ýok edilmegi we ösmegi litiýiň azalmagyna we polýarizasiýanyň ýokarlanmagyna getirýär.
Silikon esasly anodda litiý ornaşdyrmak / de-litiý aýyrmak prosesi kremniniň bölejikleriniň göwrüminiň giňelmegine we döwülmegine aňsatlyk bilen sebäp bolup biler.Şonuň üçin kremniy anod üçin sesiň giňelmeginiň öňüni almagyň ýoluny tapmak aýratyn möhümdir.
3.Elektrolit
Elektrolitdäki faktorlaryň kuwwatynyň peselmegine sebäp bolýan faktorlarlitiý-ion batareýalarygoş
1. Organiki erginler üçin erginleriň we elektrolitleriň bölünmegi (oksidlenme potensialy Li + / Li garşy 5V-den uly bolanda ýa-da peseltmek potensialy 0.8V-den pes bolsa (dürli elektrolitleriň bölüniş naprýa iseniýesi) dürli), dargamak aňsat.Elektrolitler üçin (mysal üçin LiPF6), durnuksyzlygy sebäpli has ýokary temperaturada (55 over-dan ýokary) dargamak aňsat ;.
2. Siklleriň sanynyň köpelmegi bilen elektrolit bilen polo positiveitel we otrisatel elektrodlaryň arasyndaky reaksiýa köpelýär we köpçülikleýin geçiriş kuwwatyny gowşadýar.
4.Diafragma
Diafragma elektronlary blokirläp we ionlaryň geçirişini ýerine ýetirip biler.Şeýle-de bolsa, diafragmanyň Li + daşamak ukyby, diafragma deşikleri elektrolitiň dargamak önümleri we ş.m. ýa-da diafragma ýokary temperaturada kiçelse ýa-da diafragma ýaşy dolanda peselýär.Mundan başga-da, içerki gysga zynjyryň döremegine sebäp bolýan diafragmany deşýän litiý dendritleriň emele gelmegi onuň şowsuzlygynyň esasy sebäbi bolup durýar.
5. Suwuklyk ýygnamak
Kollektor sebäpli kuwwatyň ýitmeginiň sebäbi, adatça, kollektoryň poslamagydyr.Mis otrisatel kollektor hökmünde ulanylýar, sebäbi ýokary potensialda okislenmek aňsat, alýumin polo positiveitel kollektor hökmünde ulanylýar, sebäbi pes potensialynda litiý bilen litiý-alýumin garyndysyny emele getirmek aňsat.Pes naprýa .eniýede (1.5V-den pes we aşakda, aşa köp zarýad) mis elektrolitde Cu2 + -e okislenýär we otrisatel elektrodyň üstünde goýulýar, litiýiň ýerleşdirilmegine päsgelçilik döredýär we netijede kuwwatyň peselmegine sebäp bolýar.Oňyn tarapynda bolsa, aşa köp zarýad bermekbatareýaalýumin kollektorynyň çukuryna sebäp bolýar, bu bolsa içerki garşylygyň ýokarlanmagyna we kuwwatynyň peselmegine sebäp bolýar.
6. Zarýad bermek we boşatmak faktorlary
Artykmaç zarýad we zarýad köpeldiji litiý-ion batareýalarynyň tizliginiň peselmegine sebäp bolup biler.Zarýad / zarýad köpeldijisiniň köpelmegi, batareýanyň polýarizasiýa impedensiýasynyň şoňa görä ýokarlanýandygyny we kuwwatynyň peselmegine sebäp bolýar.Mundan başga-da, köpeltmek tizliginde zarýad bermek we zarýad bermek arkaly emele gelen diffuziýa sebäp bolan stres, katodyň işjeň materialynyň ýitmegine we batareýanyň çalt garramagyna sebäp bolýar.
Artykmaç zarýad berilýän we aşa köp zarýad berilýän batareýalarda negatiw elektrod litiý ýagyşyna ýykgyn edýär, polo positiveitel elektrodyň aşa köp litiý aýyrmak mehanizmi çökýär we elektrolitiň oksidleýji dargamagy (goşmaça önümleriň we gaz önümçiliginiň ýüze çykmagy) çaltlaşýar.Batareýa aşa zarýad berlende, mis folga eräp başlaýar (litiýiň ornaşmagyna päsgelçilik döredýär ýa-da mis dendritleri gönüden-göni döredýär), bu bolsa kuwwatyň peselmegine ýa-da batareýanyň näsazlygyna sebäp bolýar.
Zarýad beriş strategiýasynyň gözlegleri, zarýad beriş kesilen naprýa .eniýe 4V bolanda, zarýad kesilen naprýa .eniýäni (meselem, 3.95V) peseltmek batareýanyň aýlaw ömrüni gowulaşdyryp biljekdigini görkezdi.Şeýle hem batareýany 100% SOC-a çalt zarýad bermek, 80% SOC-a çalt zarýad bermekden has çalt zaýalanýandygy görkezildi.Mundan başga-da, Li we başgalar.impulsyň zarýad beriş netijeliligini ýokarlandyryp biljekdigine garamazdan, batareýanyň içerki garşylygy ep-esli ýokarlanar we negatiw elektrod işjeň materialynyň ýitmegi çynlakaýdyr.
7. Temperatura
Temperaturanyň kuwwatyna täsirilitiý-ion batareýalaryhem möhümdir.Uzak wagtyň dowamynda has ýokary temperaturada işläniňizde, batareýanyň içinde (meselem, elektrolitiň dargamagy) gapdal reaksiýalaryň köpelmegi bolup, güýjüň yzyna gaýtaryp bolmajak ýitgisine sebäp bolýar.Uzak wagtyň dowamynda pes temperaturada işläniňizde, batareýanyň umumy impedansy ýokarlanýar (elektrolit geçirijiligi peselýär, SEI impedansy ýokarlanýar we elektrokimiki reaksiýalaryň tizligi peselýär) we batareýadan litiý ýagmagy ýygy-ýygydan ýüze çykýar.
Aboveokardakylar, litiý-ion batareýasynyň kuwwatynyň peselmeginiň esasy sebäbi, ýokardaky giriş arkaly litiý-ion batareýasynyň kuwwatynyň peselmeginiň sebäplerine düşünýändigiňize ynanýaryn.
Iş wagty: Iýul-24-2023