Анализ литиевой батареи

Идеальные литий-ионные батареи, за исключением литий-ионных между положительным и отрицательным электродами, встроенными и извлеченными, не вызывают других побочных реакций и не проявляют необратимого потребления литий-ионных аккумуляторов. Настоящая литий-ионная батарея постоянно имеет побочные реакции. Есть также необратимое потребление, такое как разложение электролита, растворение активного материала, осаждение металлического лития, но степень его варьируется. Фактическая система батарей, любая побочная реакция, которая может производить или потреблять ионы или электроны лития в каждом цикле,

Может привести к изменению баланса емкости аккумулятора. После изменения баланса емкости аккумулятора это изменение необратимо и может накапливаться за несколько циклов, что серьезно влияет на производительность аккумулятора.

Растворение Mn в шпинели LiMn2O4 является основной причиной обратимого ослабления емкости LiMn2O4. Как правило, существует два объяснения механизма растворения Mn: механизм РЕДОКС и механизм ионного обмена. Механизм РЕДОКС относится к высокой концентрации Mn3 + в конце разряда, и Mn + на поверхности LiMn2O4 будет подвергаться реакции дисмутации: 2Mn3 + (твердый) Mn4 + (твердый) + Mn2 + (жидкий) реакция дисмутации дает растворенные ионы двухвалентного марганца. в электролите. Механизм ионного обмена относится к обмену Li + и H + на поверхности шпинели с образованием HMn2O4 без электрохимической активности.

Ся и т. Д. Исследования показали, что потеря емкости, вызванная растворением марганца, составляет часть общей потери емкости батареи с повышением температуры (на 23% от комнатной температуры увеличивается до 55 ℃, 34%).

Фазовое изменение положительного материала

[15] существует два типа фазовых переходов в литий-ионных батареях:

Один из них - это фазовый переход материала электрода, когда ион лития обычно высвобождается. Другой - фазовый переход материала электрода во время избыточного заряда или избыточного разряда.

Для первого типа фазового перехода обычно считается, что нормальная реакция разделения ионов лития всегда сопровождается изменением молярного объема основной структуры, и в то же время в материале возникает напряжение, которое приводит к к изменению основной решетки. Эти изменения уменьшают электрохимический контакт между частицами и между частицами и электродами.

Второй тип фазового перехода - эффект Яна-Теллера. Эффект Ян-Теллера означает, что расширение и сжатие структуры вызываются повторным вставлением и отрывом ионов лития, и кислородный октаэдр отклоняется от сферической симметрии и становится конфигурацией деформированного октаэдра. Необратимая трансформация структуры шпинели, вызванная эффектом Янтеллера, также является одной из основных причин ослабления емкости LiMn2O4. В глубоком разряде средняя валентность Mn была ниже 3,5v, а структура шпинели изменилась с кубической фазы на тетрагональную. Тетраэдрическая фаза характеризуется низкой симметрией и сильным беспорядком, что снижает степень обратимости ионов лития и проявляется в ослаблении обратимой емкости анодных материалов.

Но уменьшение электролита

[15] электролит, обычно используемый в литий-ионных батареях, в основном состоит из различных органических карбонатов.

(например, PC, EC, DMC, DEC и т. д.), а также соли лития (например, LiPF6, LiClO4, LiAsF6 и т. д.)

Электролитов. В условиях зарядки электролит нестабилен по отношению к угольному электроду, поэтому реакция восстановления будет происходить. Восстановление электролита приводит к расходу электролитов и растворителей и отрицательно сказывается на емкости аккумулятора и сроке службы. Образовавшийся газ повысит внутреннее давление аккумулятора и создаст угрозу безопасности системы.

От суммы убытков, вызванных зарядкой

[15] осаждение анодного лития:

Перезарядка происходит, когда ионы лития осаждаются на поверхности отрицательного активного материала. Осаждение литий-ионных аккумуляторов с одной стороны

С другой стороны, осажденный металлический литий может легко реагировать с молекулами растворителя или соли в электролите.

Образование Li2CO3, LiF или других веществ может заблокировать отверстие для электрода, что в конечном итоге приведет к потере емкости и потере жизни.

Окисление электролита:

Электролит, обычно используемый в литий-ионных батареях, легко разлагается на нерастворимые продукты, такие как Li2CO3, при перезарядке, который блокирует полюсное отверстие и выделяет газ, что также приведет к потере емкости и потенциальной опасности.

Положительный кислородный дефект: положительный высокое напряжение LiMn2O4

Существует тенденция к потере кислорода в воздухе, что приводит к недостатку кислорода и, таким образом, к потере емкости.

5] саморазряд

Потеря емкости, вызванная саморазрядом литий-ионного аккумулятора, в основном обратима, только небольшая часть необратима. Причина не

Основными причинами обратимого саморазряда являются: потеря ионов лития (образование нерастворимых веществ, таких как Li2CO3); Пробка продукта кислорода электролита

Заглушить микроотверстие электрода, что увеличивает внутреннее сопротивление

Как правило, напряжение холостого хода литиевой батареи считается израсходованным, когда оно ниже 3,0 В (конкретное значение зависит от порогового значения платы защиты батареи, например, такое низкое, как 2,8 В или 3,2 В). Большинство литиевых батарей не могут разрядить напряжение холостого хода ниже 3,2 В, или чрезмерная разрядка приведет к повреждению аккумулятора (обычно литиевые батареи на рынке в основном используются с защитной пластиной, поэтому чрезмерная разрядка приведет к тому, что защитная пластина не сможет обнаружить аккумулятор, поэтому не может зарядить аккумулятор).

4,2 В - это самый высокий предел напряжения аккумулятора, обычно считается, что напряжение холостого хода литий-ионных аккумуляторов, заряженных до 4,2 В, считается электричеством, процесс зарядки аккумулятора, напряжение аккумулятора постепенно повышается с 3,7 В до 4,2 V, литиевые батареи не могут иметь напряжение холостого хода выше 4,2 В, иначе выйдет из строя аккумулятор, это место, где специальные литий-ионные батареи, вообще говоря, литий-ионный аккумулятор 18650 имеет следующие преимущества.

1. Широкий спектр использования

Ноутбук, рация, портативный DVD, приборы и счетчики, аудиооборудование, авиамодели, игрушки, фотоаппараты, цифровые фотоаппараты и другое электронное оборудование.

2, серия

Литиевый аккумулятор 18650 можно комбинировать последовательно или параллельно.

3. Низкое внутреннее сопротивление.

Внутреннее сопротивление полимерных батарей меньше, чем у жидких батарей, внутреннее внутреннее сопротивление полимерных батарей может даже ниже 35 мОм, значительно снизилось энергопотребление батареи, увеличилось время ожидания мобильного телефона, можно достичь международного уровня. Этот вид полимерно-литиевой батареи, которая поддерживает большой ток разряда, является идеальным выбором для модели дистанционного управления и становится наиболее многообещающей альтернативой никель-металлгидридной батарее.

Страница содержит содержимое машинного перевода.