Этапы процесса формирования литий-ионной батареи

Процесс формирования мембраны SEI во время формирования ионно-литиевых батарей включает следующие четыре этапа:

Этап 1: электроны передаются внутрь от частиц коллектор-проводник-графит в точку A, чтобы сформировать мембрану SEI;

Шаг 2: Ионы лития в растворителе распространяются от положительного полюса к точке B на поверхности формирующейся мембраны SEI под покрытием из растворителя;

Шаг 3: Электроны в точке A распространяются в точку B за счет эффекта электронного туннелирования;

Шаг 4: Электроны, которые переходят в точку B, реагируют с солями лития, растворимыми ионами лития и пленкообразующими агентами и продолжают формировать мембрану SEI на поверхности исходной мембраны SEI, что приводит к увеличению толщины SEI. мембрана на поверхности частицы графита, в конечном итоге образуя полную мембрану SEI.

Можно видеть, что общий процесс реакции, образованный SEI, может быть конкретно описан с помощью приведенных выше четырех последовательных реакций. Четыре пошаговых реакционных процесса определяют процесс мембранного образования всей мембраны SEI.

Шаг 1: Электроны передаются внутрь от частиц коллектор-проводник-графит в точку A, чтобы сформировать мембрану SEI.

Число электронов, достигающих точки А, будет определяться однородностью тока и тока, используемых при преобразовании между положительным и отрицательным полюсами: чем больше химический ток, тем больше ток, проходящий через точку электрода а; Когда пластины положительного и отрицательного электрода неровные, ближайшая точка (а) имеет больший ток; Когда ток в точке а электрода увеличивается, ток, проходящий через частицы активного вещества в точке а, будет больше, то есть количество электронов, достигающих точки А, будет увеличиваться в единицу времени. Следовательно, мембранная реакция в точке А изменится (как упоминалось в предыдущей статье: то есть большое количество электронов сосредоточено на поверхности частиц графита, и с пленкообразующим агентом и ионом лития легче реагировать в процесс двухэлектронной реакции).

Шаг 2: Ионы лития в растворителе распространяются от положительного электрода к точке B на поверхности формирующейся мембраны SEI под инкапсулированием растворителя: когда состав электролита не изменяется, температура повышается, а вязкость электролита уменьшается. Мембранообразующий агент, растворитель, сопротивление пропусканию иона лития в электролите будет уменьшено; В то же время, когда температура повышается, проводимость электролита будет увеличиваться (как показано на рисунке ниже, вязкость и проводимость определенного электролита при разных температурах), и вышеупомянутый процесс вызовет единицу времени, больше пленки образующие агенты и литий-ионные растворители достигают точки B на поверхности частиц активного вещества, тем самым влияя на процесс мембранной реакции точки B (как упоминалось в предыдущей статье: то есть относительно небольшое количество электронов (из-за образующего пленку агента на на этот раз ионы лития в растворителе более сконцентрированы на поверхности частиц графита, легче реагировать с мембранообразующими агентами и ионами лития в процессе одноэлектронной реакции).

Шаг 3: Электроны в точке A распространяются в точку B за счет эффекта электронного туннелирования; Скорость этого процесса должна быть связана со структурой и составом сформированной мембраны SEI: чем плотнее мембрана SEI и чем выше доля органических компонентов, тем сильнее эффект блокировки электронов и тем больше сопротивление электроны проходят такое же расстояние. Толщина мембраны SEI, сформированной в это время, будет меньше, и чем меньше общий объем необратимой реакции, тем выше начальный КПД батареи.

Шаг 4: Электроны, которые переходят в точку B, реагируют с солями лития, растворимыми ионами лития и пленкообразующими агентами и продолжают формировать мембрану SEI на поверхности исходной мембраны SEI, что приводит к увеличению толщины SEI. мембрана на поверхности частицы графита, в конечном итоге образуя полную мембрану SEI. Вторичный процесс представляет собой процесс свободного столкновения и комбинированного процесса реакции. Чем выше температура, тем быстрее молекулярное движение, выше вероятность столкновения, выше скорость реакции и меньше сопротивление ступеньке.

В этой статье подробно описывается влияние различных параметров процесса на процесс химического образования и образования мембран SEI.

1. Размер тока и равномерность распределения тока на электродном листе будут влиять на конкретные компоненты мембраны SEI;

2. Температура влияет на структуру и состав мембраны SEI.

Страница содержит содержимое машинного перевода.