Почему внутри раздувается литиевая батарея?

Литий-ионный аккумулятор имеет длительный срок службы, большую емкость, поэтому он широко используется. Однако продолжительность его использования становится все больше и больше, что приводит к вздутию и имеет проблемы с безопасностью и низким сроком службы. Он проводит глубокие исследования в области литиевой электроэнергетики. Согласно опыту экспериментальных исследований и разработок причины вздутия литиевых батарей делятся на две категории. Один из них - это толщина полюсного наконечника батареи, а другой - газ разложения при окислении электролизного расплава. В разных системах ячеек доминирующие факторы для батарей разной толщины различны. Например, основной причиной вздутия катодной системы литий-титанатной батареи является газовый баллон; толщина листа и образование газа ускорят выпучивание графитовой анодной системы.

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.

Литий-ионный аккумулятор трюмный газ

Расширение графитового анода в основном вызвано необратимым расширением после внедрения лития. Эта часть расширения имеет основную часть и размер частиц, адгезив и структуру 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 находится в аккумуляторе. 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 из-за присутствия в электролите примесей или избыточной влаги 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 предложенную цену и не соответствует нормальному процессу, упаковке и т. Д., А в анодной системе трюмный газ литиево-титанатной батареи является более серьезным чем графитовая / скользящая аккумуляторная система, помимо примесей электролита, влаги и технологии, другой отличается от графитового катода для литий-титаната, 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, что может быть основной причиной трюмного газа Li4Ti5O12 аккумулятора. Газ является основным компонентом H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 и т. Д.

При погружении в электролит титаната лития по отдельности образуется только СО2, при подаче материала в батарею газ, включающий Н2, СО2, СО и небольшое количество газообразных углеводородов, и превращается в батарею только при циркуляционной зарядке и При разряде образуется H2, в то же время производится газ с содержанием H2 более 50%. Это говорит о том, что в процессе зарядки и разрядки образуется газ H2 и CO.

LiPF6 в электролитном балансе был следующим:

Причина появления трюмных газов литий-ионной батареи 2

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 транспортный университет berenikeullmann экспериментально использует графитовые батареи / NCM111 делать батареи, вывод заключается в том, что источником H2 является разложение карбоната под высоким напряжением.

В настоящее время существует три решения по сдерживанию вздутия литий-титанатной батареи. Во-первых, улучшить обработку и модификацию анодных материалов LTO, включая улучшенные методы производства и модификацию поверхности и т.д .; Во-вторых, разработать электролит, соответствующий аноду LTO, включая добавки, систему растворителей; В-третьих, улучшите аккумуляторную технологию.

Страница содержит содержимое машинного перевода.