Wedi'i ddylanwadu gan raddau poeth y farchnad cerbydau trydan,batris lithiwm-ion, fel un o gydrannau craidd cerbydau trydan, wedi'u pwysleisio i raddau helaeth.Mae pobl wedi ymrwymo i ddatblygu bywyd hir, pŵer uchel, batri lithiwm-ion diogelwch da.Yn eu plith, y gwanhau obatri lithiwm-ioncapasiti yn deilwng iawn o sylw pawb, dim ond dealltwriaeth lawn o'r rhesymau dros y gwanhau batris lithiwm-ion neu'r mecanwaith, er mwyn gallu rhagnodi'r feddyginiaeth gywir i ddatrys y broblem, bod capasiti batris lithiwm-ion pam y gwanhau?
Rhesymau dros ddiraddio gallu batris lithiwm-ion
Deunydd electrod 1.Positive
Mae LiCoO2 yn un o'r deunyddiau catod a ddefnyddir yn gyffredin (defnyddir categori 3C yn eang, ac yn y bôn mae batris pŵer yn cario ffosffad haearn teiran a lithiwm).Wrth i nifer y cylchoedd gynyddu, mae colli ïonau lithiwm gweithredol yn cyfrannu mwy at y pydredd cynhwysedd.Ar ôl 200 o gylchredau, ni chafodd LiCoO2 ei drosglwyddo fesul cam, ond yn hytrach newid yn y strwythur lamellar, gan arwain at anawsterau wrth ddad-wreiddio Li+.
Mae gan LiFePO4 sefydlogrwydd strwythurol da, ond mae'r Fe3+ yn yr anod yn hydoddi ac yn lleihau i Fe fetel ar yr anod graffit, gan arwain at fwy o bolareiddio anod.Yn gyffredinol, mae'r diddymiad Fe3+ yn cael ei atal trwy orchuddio gronynnau LiFePO4 neu ddewis electrolyt.
Deunyddiau teiran NCM ① Mae ïonau metel trawsnewidiol yn y deunydd catod metel ocsid trawsnewidiol yn hawdd i'w hydoddi ar dymheredd uchel, gan ryddhau'r electrolyte neu ei adneuo ar yr ochr negyddol gan achosi gwanhad cynhwysedd;② Pan fo'r foltedd yn uwch na 4.4V vs Li+/Li, mae newid strwythurol y deunydd teiran yn arwain at ddiraddio cynhwysedd;③ Rhesi cymysg Li-Ni, gan arwain at rwystro sianeli Li +.
Prif achosion diraddio cynhwysedd mewn batris lithiwm-ion sy'n seiliedig ar LiMnO4 yw 1. cyfnod anghildroadwy neu newidiadau strwythurol, megis aberration Jahn-Teller;a 2. diddymiad Mn yn yr electrolyte (presenoldeb HF yn yr electrolyte), adweithiau anghymesur, neu ostyngiad yn yr anod.
Deunyddiau electrod 2.Negative
Cynhyrchu dyddodiad lithiwm ar ochr anod graffit (mae rhan o'r lithiwm yn dod yn "litiam marw" neu'n cynhyrchu dendritau lithiwm), ar dymheredd isel, mae trylediad ïon lithiwm yn arafu'n hawdd gan arwain at wlybaniaeth lithiwm, ac mae dyddodiad lithiwm hefyd yn dueddol o ddigwydd pan fo'r gymhareb N/P yn rhy isel.
Mae dinistrio a thwf ffilm SEI dro ar ôl tro ar ochr yr anod yn arwain at ddisbyddu lithiwm a mwy o polareiddio.
Gall y broses ailadroddus o fewnosod lithiwm / tynnu dad-lithiwm yn yr anod sy'n seiliedig ar silicon yn hawdd arwain at ehangu cyfaint a methiant hollt y gronynnau silicon.Felly, ar gyfer anod silicon, mae'n arbennig o hanfodol dod o hyd i ffordd i atal ei ehangiad cyfaint.
3.Electrolyte
Ffactorau yn yr electrolyte sy'n cyfrannu at ddiraddio cynhwyseddbatris lithiwm-ioncynnwys:
1. Dadelfeniad toddyddion ac electrolytau (methiant difrifol neu broblemau diogelwch megis cynhyrchu nwy), ar gyfer toddyddion organig, pan fo'r potensial ocsideiddio yn fwy na 5V vs Li +/Li neu botensial lleihau yn is na 0.8V (foltedd dadelfennu electrolyte gwahanol yw gwahanol), hawdd ei ddadelfennu.Ar gyfer electrolyte (ee LiPF6), mae'n hawdd ei ddadelfennu ar dymheredd uwch (dros 55 ℃) oherwydd sefydlogrwydd gwael;
2. Wrth i nifer y cylchoedd gynyddu, mae'r adwaith rhwng yr electrolyte a'r electrodau positif a negyddol yn cynyddu, gan wneud y gallu trosglwyddo màs yn gwanhau.
4.Diaffragm
Gall y diaffram rwystro'r electronau a chyflawni trosglwyddiad ïonau.Fodd bynnag, mae gallu'r diaffram i gludo Li + yn cael ei leihau pan fydd tyllau'r diaffram yn cael eu rhwystro gan gynhyrchion dadelfennu'r electrolyte, ac ati, neu pan fydd y diaffram yn crebachu ar dymheredd uchel, neu pan fydd y diaffram yn heneiddio.Yn ogystal, ffurfio dendrites lithiwm tyllu'r llengig sy'n arwain at cylched byr mewnol yw'r prif reswm dros ei fethiant.
5. Casglu hylif
Yn gyffredinol, achos colli cynhwysedd oherwydd y casglwr yw cyrydiad y casglwr.Defnyddir copr fel y casglwr negyddol oherwydd ei fod yn hawdd ei ocsideiddio ar botensial uchel, tra bod alwminiwm yn cael ei ddefnyddio fel casglwr positif oherwydd ei fod yn hawdd ffurfio aloi lithiwm-alwminiwm gyda lithiwm ar botensial isel.O dan foltedd isel (mor isel â 1.5V ac is, gor-ollwng), mae copr yn ocsideiddio i Cu2+ yn yr electrolyte a dyddodion ar wyneb yr electrod negyddol, gan rwystro dad-wreiddio lithiwm, gan arwain at ddiraddio cynhwysedd.Ac ar yr ochr gadarnhaol, codi gormod ar ybatriyn achosi tyllu'r casglwr alwminiwm, sy'n arwain at gynnydd mewn ymwrthedd mewnol a diraddio cynhwysedd.
6. Ffactorau gwefru a rhyddhau
Gall lluosyddion tâl a rhyddhau gormodol arwain at ddiraddio cynhwysedd carlam batris lithiwm-ion.Mae cynnydd yn y lluosydd tâl / rhyddhau yn golygu bod rhwystriant polareiddio'r batri yn cynyddu yn unol â hynny, gan arwain at ostyngiad yn y gallu.Yn ogystal, mae'r straen a achosir gan drylediad a gynhyrchir trwy godi tâl a gollwng ar gyfraddau lluosi uchel yn arwain at golli deunydd gweithredol catod a heneiddio'r batri yn gyflym.
Yn achos gorwefru a gor-ollwng batris, mae'r electrod negyddol yn dueddol o wlybaniaeth lithiwm, mae'r mecanwaith tynnu lithiwm gormodol electrod positif yn cwympo, ac mae dadelfeniad ocsideiddiol yr electrolyte (digwyddiad sgil-gynhyrchion a chynhyrchu nwy) yn cael ei gyflymu.Pan fydd y batri wedi'i or-ollwng, mae'r ffoil copr yn dueddol o hydoddi (rhwystro dad-fewnosod lithiwm, neu gynhyrchu dendrites copr yn uniongyrchol), gan arwain at ddiraddio cynhwysedd neu fethiant batri.
Mae astudiaethau strategaeth codi tâl wedi dangos, pan fo'r foltedd terfyn codi tâl yn 4V, y gall gostwng y foltedd terfyn codi tâl yn briodol (ee, 3.95V) wella bywyd beicio'r batri.Dangoswyd hefyd bod codi tâl cyflym ar fatri i 100% SOC yn dadfeilio'n gyflymach na chodi tâl cyflym i 80% SOC.Yn ogystal, mae Li et al.Canfuwyd, er y gall pulsing wella effeithlonrwydd codi tâl, bydd gwrthiant mewnol y batri yn codi'n sylweddol, ac mae colli deunydd gweithredol electrod negyddol yn ddifrifol.
7.Temperature
Effaith tymheredd ar gynhwyseddbatris lithiwm-ionyn bwysig iawn hefyd.Wrth weithredu ar dymheredd uwch am gyfnodau estynedig o amser, mae cynnydd mewn adweithiau ochr o fewn y batri (ee, dadelfennu'r electrolyte), gan arwain at golli gallu anadferadwy.Wrth weithredu ar dymheredd is am gyfnodau estynedig o amser, mae cyfanswm rhwystriant y batri yn cynyddu (dargludedd electrolyte yn lleihau, rhwystriant SEI yn cynyddu, ac mae cyfradd yr adweithiau electrocemegol yn gostwng), ac mae dyddodiad lithiwm o'r batri yn dueddol o ddigwydd.
Yr uchod yw'r prif reswm dros ddiraddio gallu batri lithiwm-ion, trwy'r cyflwyniad uchod, credaf fod gennych ddealltwriaeth o achosion diraddio gallu batri lithiwm-ion.
Amser post: Gorff-24-2023