Углубленный анализ причины образования газов в литий-ионных аккумуляторах

Литий-ионные аккумуляторы из-за длительного срока службы, большой емкости широко используются, но при более длительном использовании наличие раздувания, характеристики безопасности не идеальны, а проблема скорости затухания контура становится все более серьезной, что вызвало анализ глубины и подавление литиевого электричества промышленность. Согласно экспериментальному опыту исследований и разработок, автор разделит причины раздува литиевой батареи на две категории: одна - это толщина изменения раздува полюса батареи; Во-вторых, происходит выброс газа разложения окисления расплава электролиза. В другой системе ячеек, доминирующими факторами различных батарей изменения толщины, такими как катодная система батареи титаната лития, главными факторами тимпанитов является газовый барабан; В системе графитового анода толщина листа и газ для надувания - все это играет роль батареи.

Изменение толщины электродной пластины

В процессе литиевой батареи толщина электродной пластины может немного измениться, особенно графитового анода. Согласно существующим данным, литиевая батарея после хранения при высокой температуре и циркуляции склонна к вздутию, толщина скорости роста около 6% ~ 20%, положительная скорость только 4%, уровень наддува катода выше 20%. Толщина пластины литиевой батареи, вызванная более крупной основной причиной раздувания, зависит от природы графита, графита при образовании катода с интеркалированным литием LiCx (LiC24, LiC12 и LiC6 и т. напряжение, расширение катода. Ниже графитовая анодная пластина на месте, в процессе зарядки и разрядки структура меняется.

Расширение графитового анода в основном вызвано необратимым расширением после внедрения лития. Это часть расширения основного и размера частиц, адгезива и структуры полюсного наконечника. Деформация сердечника обмотки вызвала расширение катода, чтобы образовалось отверстие между электродом и диафрагмой, частицы катода образуют микротрещины, разрывы и реструктуризацию пленки на границе раздела фаз с твердым электролитом (SEI), расход электролита улучшает характеристики цикл. Существует множество факторов, которые могут влиять на утолщение катодной пластины из-за природы связующего вещества, и параметры структуры листа являются двумя наиболее важными.

Используемый клей для графитового анода представляет собой SBR и отличается адгезионным модулем упругости, механическая прочность отличается, по-разному влияет на толщину листа. Покрытие пластины после завершения усилия прокатки и отрицательного полюса толщины в батарее. При одинаковом напряжении, адгезивном модуле упругости, чем больше полюсный наконечник, тем меньше физический откат; При зарядке в результате внедрения Li + происходит расширение решетки графита; В то же время из-за катодных частиц и деформации SBR и полного освобождения внутреннего напряжения скорость накачки катода резко возрастает, SBR в стадии пластической деформации. Эта часть скорости надувания связана с модулем упругости и прочностью на излом SBR, приводит к большему модулю упругости и прочности на излом SBR, вызывая меньшее необратимое расширение.

Когда количество SBR не совпадает, давление качения полюсного наконечника отличается, разное давление создает остаточное напряжение, создаваемое полюсным наконечником, есть определенная разница, чем больше давление, тем больше остаточное напряжение, что приводит к раннему физическому расширению полки, степень расширения состояния полного заряда и состояния пустого электричества; Содержание SBR меньше, чем меньше давление на ролик при раннем физическом хранении, в состоянии полной зарядки и тем меньше уровень накачки пустых состояний электричества; Катод - это деформация сердечника обмотки, степень отрицательной скорости диффузии интеркалированного Li и Li +, а также серьезное влияние на производительность клеточного цикла.

Во-вторых, батарея, вызванная вздутием газа

Внутренний газ батареи - еще одна важная причина вздутия батареи, независимо от того, будет ли батарея в нормальном температурном цикле, высокотемпературном цикле или высокой температуре в сторону, она будет производить разную степень вздутия живота и газа. Согласно результатам исследований, причиной появления трюмных газов в аккумуляторных батареях является природа разложения электролита.

Существует два типа обстоятельств: разложение электролита - это примеси электролита, такие как содержание влаги и разложение газового электролита примесей металлов, второе - электрохимическое окно электролита слишком низкое, что вызывает разложение в процессе зарядки, электролит EC, DEC, такие как растворитель после получения электроники, все могут производить свободные радикалы, реакцию свободных радикалов сразу после углеводородов с низкой температурой кипения, сложных эфиров, простых эфиров и CO2 и т. Д.

Литиевый аккумулятор после завершения загрузки, продвижение в процесс будет производить небольшое количество газа, газ неизбежен, также так называемые исходные батареи необратимой потери емкости. В процессе заряда и разряда впервые после электронной внешней цепи катода и электролита РЕДОКС реакции на поверхности катода образуется газ. В этом процессе образование SEI на поверхности графитового катода, с увеличением толщины SEI, электроника не может проникнуть, препятствует непрерывному окислительному разложению электролита.

В процессе батареи внутреннее производство газа будет постепенно увеличиваться по причинам или из-за присутствия в электролите, вызванного примесями или избыточной влажностью внутри батареи. Примеси электролита существуют, поэтому необходимо серьезно исключить, контроль влажности слабый, может быть сам по себе, инкапсуляция батареи слабая для попадания воды, угол электролита вызвал повреждение, другой перезаряд батареи вызвал злоупотребление, внутреннее короткое замыкание, также может увеличить скорость газа в ячейке, вызывая отказ аккумулятора.

На разных уровнях в разных системах производство аккумуляторов резко увеличивается. В аккумуляторной графитовой анодной системе причина вздутия газа в основном связана с образованием пленки SEI, аккумуляторами, как упоминалось выше, вода превышает предложение и не соответствует нормальному процессу, упаковке и т. Д., А в анодной системе трюмный газ батареи из титаната лития является более серьезным чем графитовая / скользящая аккумуляторная система, в дополнение к примесям электролита, влажности и технологии, другой отличается от графитового катода для титаната лития, не может понравиться аккумуляторной графитовой анодной системе, образовывать пленку SEI на поверхности, подавлять ее реакцию с электролит.

Электролит в процессе зарядки и разрядки всегда находится в прямом контакте с поверхностью Li4Ti5O12, что приводит к непрерывному электрическому уменьшению разложения поверхности материала Li4Ti5O12, это может быть основной причиной трюмного газа батареи Li4Ti5O12. Газ является основным компонентом H2, CO, CO2 , CH4, C2H6, C2H4, C3H8 и т. Д.

При отдельном погружении в электролит титаната лития образуется только CO2, при скольжении материала в батарею готовится газ, включающий H2, CO2, CO и небольшое количество газообразных углеводородов, и получается батарея, только при циркуляционной зарядке и разряде. , H2 производится, в то же время производят газ с содержанием H2 более 50%. Это говорит о том, что процесс зарядки и разрядки будет производить газ H2 и CO.

LiPF6 в электролитном балансе был следующим:

PF5 - это разновидность сильной кислоты, которая легко вызывает разложение карбонатов сложных эфиров, и количество PF5 увеличивается с повышением температуры. PF5 способствует разложению электролита, CO2, CO и газа CxHy. Согласно исследованию образования H2 из следовых количеств воды в электролите, но общий уровень содержания воды в электролите составляет примерно 20 x 10-6, вклад в выход H2 очень низок. Шанхайский университет Jiaotong berenikeullmann экспериментальное использование графита / NCM111 делает батареи, вывод заключается в том, что источником H2 является разложение карбоната под высоким напряжением.

Текущий раствор трюмного газа батареи титаната лития в основном имеет три, во-первых, обработку и модификацию анодных материалов LTO, включая улучшенные методы подготовки и модификацию поверхности и т.д .; Во-вторых, разработка и анод LTO, который соответствует электролиту, включая добавки, систему растворителей; В-третьих, улучшите аккумуляторную технологию.

Страница содержит содержимое машинного перевода.