Influwenzat mill-grad sħun tas-suq tal-vetturi elettriċi,batteriji tal-jone tal-litju, bħala wieħed mill-komponenti ewlenin tal-vetturi elettriċi, ġew enfasizzati fil-biċċa l-kbira.In-nies huma impenjati li jiżviluppaw batterija tal-jone tal-litju ta 'ħajja twila, qawwa għolja, sigurtà tajba.Fosthom, l-attenwazzjoni tabatterija tal-jone tal-litjuIl-kapaċità hija denja ħafna tal-attenzjoni ta 'kulħadd, fehim sħiħ biss tar-raġunijiet għall-attenwazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju jew il-mekkaniżmu, sabiex tkun tista' tippreskrivi l-mediċina t-tajba biex issolvi l-problema, dik il-kapaċità tal-batteriji tal-jone tal-litju għaliex il- attenwazzjoni?
Raġunijiet għad-degradazzjoni tal-kapaċità tal-batteriji tal-jone tal-litju
1.Materjal ta 'elettrodu pożittiv
LiCoO2 huwa wieħed mill-materjali tal-katodu użati b'mod komuni (il-kategorija 3C tintuża ħafna, u l-batteriji tal-enerġija bażikament iġorru fosfat tal-ħadid ternarju u tal-litju).Hekk kif in-numru ta 'ċikli jiżdied, it-telf ta' joni tal-litju attivi jikkontribwixxi aktar għat-tħassir tal-kapaċità.Wara 200 ċiklu, LiCoO2 ma għadda minn tranżizzjoni ta 'fażi, iżda pjuttost bidla fl-istruttura lamellari, li wassal għal diffikultajiet fid-de-embedding ta' Li +.
LiFePO4 għandu stabbiltà strutturali tajba, iżda l-Fe3+ fl-anodu jinħall u jnaqqas għal Fe metall fuq l-anodu tal-grafita, li jirriżulta f'żieda fil-polarizzazzjoni tal-anodu.Ġeneralment ix-xoljiment tal-Fe3+ jiġi evitat bil-kisi tal-partiċelli LiFePO4 jew l-għażla tal-elettrolit.
Materjali ternarji NCM ① Ioni tal-metall ta 'tranżizzjoni fil-materjal tal-katodu tal-ossidu tal-metall ta' transizzjoni huma faċli biex jinħall f'temperaturi għoljin, u b'hekk jinħelsu fl-elettrolit jew jiddepożitaw fuq in-naħa negattiva li jikkawżaw attenwazzjoni tal-kapaċità;② Meta l-vultaġġ ikun ogħla minn 4.4V vs Li+/Li, il-bidla strutturali tal-materjal ternarju twassal għal degradazzjoni tal-kapaċità;③ Ringieli mħallta Li-Ni, li jwasslu għall-imblukkar tal-kanali Li+.
Il-kawżi ewlenin tad-degradazzjoni tal-kapaċità fil-batteriji tal-jone tal-litju bbażati fuq LiMnO4 huma 1. fażi irriversibbli jew bidliet strutturali, bħall-aberrazzjoni Jahn-Teller;u 2. xoljiment ta 'Mn fl-elettrolit (preżenza ta' HF fl-elettrolit), reazzjonijiet ta 'sproporzjon, jew tnaqqis fl-anodu.
2.Materjali ta 'elettrodu negattivi
Il-ġenerazzjoni tal-preċipitazzjoni tal-litju fuq in-naħa tal-anodu tal-grafita (parti mill-litju ssir "litju mejjet" jew tiġġenera dendriti tal-litju), f'temperaturi baxxi, id-diffużjoni tal-jone tal-litju tonqos faċilment li jwassal għal preċipitazzjoni tal-litju, u l-preċipitazzjoni tal-litju hija wkoll suxxettibbli li sseħħ meta l-proporzjon N/P huwa baxx wisq.
Qerda ripetuta u tkabbir tal-film SEI fuq in-naħa tal-anodu twassal għal tnaqqis tal-litju u polarizzazzjoni akbar.
Il-proċess ripetut ta 'inkorporazzjoni tal-litju/tneħħija ta' de-litju fl-anodu bbażat fuq is-silikon jista 'faċilment iwassal għal espansjoni tal-volum u falliment tal-qsim tal-partiċelli tas-silikon.Għalhekk, għall-anodu tas-silikon, huwa partikolarment kritiku li jinstab mod biex jinibixxi l-espansjoni tal-volum tiegħu.
3.Electrolyte
Fatturi fl-elettrolit li jikkontribwixxu għad-degradazzjoni tal-kapaċità tabatteriji tal-jone tal-litjujinkludu:
1. Dekompożizzjoni ta 'solventi u elettroliti (falliment serju jew problemi ta' sigurtà bħall-produzzjoni tal-gass), għal solventi organiċi, meta l-potenzjal ta 'ossidazzjoni huwa akbar minn 5V vs Li +/Li jew potenzjal ta' tnaqqis huwa inqas minn 0.8V (vultaġġ ta 'dekompożizzjoni tal-elettroliti differenti huwa differenti), faċli biex tiddikomponi.Għall-elettrolit (eż. LiPF6), huwa faċli li tiddekomponi f'temperatura ogħla (aktar minn 55℃) minħabba stabbiltà fqira;.
2. Hekk kif in-numru ta 'ċikli jiżdied, ir-reazzjoni bejn l-elettrolit u l-elettrodi pożittivi u negattivi tiżdied, u b'hekk il-kapaċità tat-trasferiment tal-massa tiddgħajjef.
4.Diaframma
Id-dijaframma tista 'timblokka l-elettroni u tissodisfa t-trażmissjoni tal-joni.Madankollu, il-kapaċità tad-dijaframma li tittrasporta Li + titnaqqas meta t-toqob tad-dijaframma jiġu mblukkati minn prodotti ta 'dekompożizzjoni tal-elettrolit, eċċ., jew meta d-dijaframma tiċkien f'temperaturi għoljin, jew meta d-dijaframma tixjieħ.Barra minn hekk, il-formazzjoni ta 'dendriti tal-litju li jtaqqbu d-dijaframma li jwasslu għal short circuit intern hija r-raġuni ewlenija għan-nuqqas tagħha.
5. Ġbir tal-fluwidu
Il-kawża tat-telf tal-kapaċità minħabba l-kollettur hija ġeneralment il-korrużjoni tal-kollettur.Ir-ram jintuża bħala l-kollettur negattiv minħabba li huwa faċli li jiġi ossidizzat f'potenzjali għoljin, filwaqt li l-aluminju jintuża bħala l-kollettur pożittiv minħabba li huwa faċli li tifforma liga tal-litju-aluminju b'litju f'potenzjal baxx.Taħt vultaġġ baxx (baxx daqs 1.5V u taħt, skarigu żejjed), ir-ram jossidizza għal Cu2+ fl-elettrolit u jiddepożita fuq il-wiċċ tal-elettrodu negattiv, u jfixkel id-de-embedding tal-litju, li jirriżulta f'degradazzjoni tal-kapaċità.U fuq in-naħa pożittiva, ħlas żejjed tal-batterijatikkawża pitting tal-kollettur tal-aluminju, li jwassal għal żieda fir-reżistenza interna u degradazzjoni tal-kapaċità.
6. Fatturi ta 'ċarġ u skariku
Multiplikaturi ta 'ċarġ u skariku eċċessivi jistgħu jwasslu għal degradazzjoni aċċellerata tal-kapaċità tal-batteriji tal-jone tal-litju.Żieda fil-multiplikatur ta 'ċarġ/ħatt tfisser li l-impedenza tal-polarizzazzjoni tal-batterija tiżdied kif xieraq, li twassal għal tnaqqis fil-kapaċità.Barra minn hekk, l-istress indott mid-diffużjoni ġġenerat mill-iċċarġjar u l-ħatt b'rati ta 'multiplikazzjoni għolja jwassal għat-telf ta' materjal attiv tal-katodu u tixjiħ aċċellerat tal-batterija.
Fil-każ ta 'iċċarġjar żejjed u ta' batteriji ta 'skarikar żejjed, l-elettrodu negattiv huwa suxxettibbli għal preċipitazzjoni tal-litju, il-mekkaniżmu ta' tneħħija eċċessiva tal-litju tal-elettrodu pożittiv jiġġarraf, u d-dekompożizzjoni ossidattiva tal-elettrolit (l-okkorrenza ta 'prodotti sekondarji u produzzjoni tal-gass) hija aċċellerata.Meta l-batterija tkun skarikata żżejjed, il-fojl tar-ram għandu tendenza li jinħall (jfixkel id-de-embedding tal-litju, jew jiġġenera direttament dendriti tar-ram), li jwassal għal degradazzjoni tal-kapaċità jew falliment tal-batterija.
Studji tal-istrateġija tal-iċċarġjar wrew li meta l-vultaġġ tal-qtugħ tal-iċċarġjar huwa 4V, it-tnaqqis xieraq tal-vultaġġ tal-qtugħ tal-iċċarġjar (eż., 3.95V) jista 'jtejjeb il-ħajja taċ-ċiklu tal-batterija.Intwera wkoll li l-iċċarġjar mgħaġġel ta 'batterija għal 100% SOC jitmermer aktar malajr minn iċċarġjar veloċi għal 80% SOC.Barra minn hekk, Li et al.sabet li għalkemm il-pulsing jista 'jtejjeb l-effiċjenza tal-iċċarġjar, ir-reżistenza interna tal-batterija titla' b'mod sinifikanti, u t-telf ta 'materjal attiv tal-elettrodu negattiv huwa serju.
7.Temperatura
L-effett tat-temperatura fuq il-kapaċità ta 'batteriji tal-jone tal-litjuhija wkoll importanti ħafna.Meta topera f'temperaturi ogħla għal perjodi ta 'żmien estiżi, hemm żieda fir-reazzjonijiet sekondarji fil-batterija (eż., dekompożizzjoni tal-elettrolit), li twassal għal telf irriversibbli ta' kapaċità.Meta topera f'temperaturi aktar baxxi għal perjodi ta 'żmien estiżi, l-impedenza totali tal-batterija tiżdied (il-konduttività tal-elettroliti tonqos, l-impedenza SEI tiżdied, u r-rata ta' reazzjonijiet elettrokimiċi tonqos), u l-preċipitazzjoni tal-litju mill-batterija hija suxxettibbli li sseħħ.
Dan ta 'hawn fuq huwa r-raġuni ewlenija għad-degradazzjoni tal-kapaċità tal-batterija tal-jone tal-litju, permezz tal-introduzzjoni ta' hawn fuq nemmen li għandek fehim tal-kawżi tad-degradazzjoni tal-kapaċità tal-batterija tal-jone tal-litju.
Ħin tal-post: Lulju-24-2023