Углубленный анализ причины вздутия литий-ионных аккумуляторов

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 В соответствии с опытом экспериментальных исследований и разработок, автор разделит причины раздува литиевой батареи на две категории: одна - это толщина изменения раздува полюсного наконечника батареи; вторая - из-за раздува газа разложения окисления расплава при электролизе. Система, доминирующими факторами батарей с изменением толщины, такими как катодная система батареи титаната лития, основными факторами тимпанитов является газовый барабан; в системе графитового анода толщина листа и газ для надувания все играют роль батареи.

Изменение толщины электродной пластины

В процессе литиевой батареи толщина электродной пластины может немного измениться, особенно графитовый анод. Согласно существующим данным, литиевая батарея после высокотемпературного хранения и циркуляции склонна к вздутию, толщина скорости роста около 6% ~ 20%, положительная скорость всего 4%, скорость накачивания катода выше 20%. Толщина пластины литиевой батареи, вызванная большей причиной раздувания, зависит от природы графита, графита, когда катод с интеркалированным литием При образовании LiCx (LiC24, LiC12 и LiC6 и т. д.) изменяется шаг решетки, что приводит к образованию микронапряжений, расширению катода. Внизу графитовая анодная пластина на месте, в процессе зарядки и разрядки структура меняется.

1.png

Расширение графитового анода в основном вызвано необратимым расширением после внедрения лития. Это часть расширения основной части и размера частиц, адгезива и структуры полюсного наконечника. Деформация сердечника обмотки вызвала расширение катода. Между электродом и диафрагмой образуется отверстие, частицы катода образуют микротрещины, разрывы и реструктуризацию пленки на границе раздела фаз с твердым электролитом (SEI), расход электролита улучшает характеристики цикла.Существует множество факторов, которые могут влиять на Катодная пластина утолщения природы связующего вещества и параметров структуры листа являются двумя наиболее важными.

Используемый клей для графитового анода представляет собой SBR и отличается адгезионным модулем упругости, механической прочностью отличается, по-разному влияет на толщину листа. Покрытие пластины после завершения усилия прокатки и отрицательный полюсный наконечник толщины в батарее. напряжение, адгезионный модуль упругости, чем больше полюсный наконечник, тем меньше физическая нагрузка; при зарядке в результате внедрения Li + происходит расширение решетки графита; в то же время из-за катодных частиц и деформации SBR и внутреннего напряжения, высвобождаемого в полный, заставляет скорость накачивания катода резко возрастать, SBR в стадии пластической деформации.Эта часть скорости накачки связана с модулем упругости и прочностью на излом SBR, приводит к большему модулю упругости и прочности на излом SBR, вызывая необратимое расширение меньше.

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, состояние полного заряда и тем меньше скорость накачки состояний пустого электричества; Катод - деформация обмотки сердечника, степень отрицательной скорости диффузии интеркалированного Li и Li + и 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 вызывать разную степень вздутия живота и газа. Согласно результатам исследований, которые вызывают льяльный газ батареи характер 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.

Литиевая аккумуляторная батарея После завершения загрузки переход в процесс будет производить небольшое количество газа, газ неизбежен, также так называемые исходные батареи необратимая потеря емкости. В процессе зарядки и разрядки в первый раз, после электронного внешняя цепь к катоду и электролит РЕДОКС-реакция на поверхности катода, образующийся газ. В этом процессе образование SEI на поверхности графитового катода, с увеличением толщины SEI, электроника не может проникнуть, препятствует непрерывному окислительному разложению электролит.

В процессе батареи внутреннее производство газа будет постепенно увеличиваться, причины или из-за присутствия в электролите, вызванного примесями или избытком влаги внутри батареи. Наличие примесей электролита необходимо серьезно исключить, контроль влажности слабый, может быть сам по себе, батарея инкапсуляция слабая для попадания воды, угол электролита вызвал повреждение, другой перезаряд батареи вызвал злоупотребление, внутреннее короткое замыкание, также может увеличить скорость газа в ячейке, что приведет к выходу батареи из строя.

На разных уровнях в разных системах производство аккумуляторов раздувается. В системе с графитовым анодом для аккумуляторов причина вздутия газа в основном связана с образованием пленки SEI, аккумуляторами, как упоминалось выше, вода превышает предложенную цену и не соответствует нормальному процессу, упаковке и т. Д. И анодная система, трюмный газ батареи титаната лития более серьезен, чем система графитовой / скользящей батареи, помимо примесей электролита, влаги и технологии, другой отличается от графитового катода для титаната лития, не может походить на систему анода графита батареи, формирует Пленка SEI на поверхности подавляет ее реакцию с электролитом.

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:

2.png

PF5 - это разновидность сильной кислоты, которая легко вызывает разложение карбоната сложных эфиров, и количество PF5 увеличивается с повышением температуры. PF5 способствует разложению электролита, CO2, CO и газа CxHy. Согласно исследованию образования H2 из следы воды в электролите, но общий уровень содержания воды в электролите составляет около 20 x 10-6, вклад в выход H2 очень низок. Источником H2 является разложение карбоната под высоким напряжением.

Трюмный газовый раствор титановой кислоты литиевой батареи подавления тока в основном включает три, во-первых, обработку и модификацию анодных материалов LTO, включая улучшенные методы подготовки и модификацию поверхности и т. Д.; Во-вторых, разработку и анод LTO, которые соответствуют электролиту, включая добавки, систему растворителей ; В-третьих, улучшите аккумуляторную технологию.

Страница содержит содержимое машинного перевода.