Λόγοι για την εξέλιξη λιθίου των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι ένα εξαιρετικά κοινό ανώμαλο φαινόμενο στη βιομηχανία μπαταριών λιθίου.

Sep 22, 2020

Διαφορετικές καταστάσεις εξέλιξης λιθίου συχνά αντιστοιχούν σε διαφορετικούς λόγους. Αναλύοντας τους λόγους σύμφωνα με την κατάσταση εξέλιξης λιθίου μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του προϊόντος.


Από μια γενική προοπτική, οι λόγοι για την εξέλιξη του λιθίου στις μπαταρίες ιόντων λιθίου χωρίζονται σε πέντε κατηγορίες: εξέλιξη λιθίου που προκαλείται από ανεπαρκή αρνητικό περιθώριο ηλεκτροδίων? εξέλιξη του λιθίου που προκαλείται από μηχανισμό φόρτισης· εξέλιξη λιθίου που προκαλείται από μη φυσιολογική διαδρομή εισαγωγής λιθίου· εξέλιξη λιθίου που προκαλείται από ανώμαλο κύριο υλικό· Εναπόθεση λιθίου σε σταθερή θέση που προκαλείται από ειδικούς λόγους. Ακολουθεί μια εξήγηση των συγκεκριμένων λόγων για την εξέλιξη του λιθίου για τις παραπάνω πέντε κατηγορίες λόγων.

Lithium evolution


1. Εξέλιξη λιθίου των μπαταριών ιόντων λιθίου που προκαλούνται από ανεπαρκή αρνητικό περιθώριο ηλεκτροδίων

Μετά την απελευθέρωση των ιόντων λιθίου από το θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη φόρτιση, πρέπει να έχουν προορισμό. Σε γενικές γραμμές, η μοίρα πρέπει να ενσωματωθεί στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, αλλά όταν το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι ανεπαρκές και το αρνητικό ηλεκτρόδιο μπορεί να εισαγάγει ιόντα λιθίου λιγότερο από το θετικό ηλεκτρόδιο αποκλιμενωμένα ιόντα λιθίου, ιόντα λιθίου μπορεί να κατακρημνιστεί μόνο στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου. Ανεπαρκής περίσσεια αρνητικό ηλεκτρόδιο μπορεί να θεωρηθεί ως η πιο κοινή αιτία της κατακρήμνισης λιθίου.


Ανάλογα με τη θέση της ανεπαρκούς αρνητικής περίσσειας ηλεκτροδίων, μπορεί να υποδιαιρεθεί στις ακόλουθες τρεις ομάδες συνθηκών ανάλυσης λιθίου:

(1) Εξέλιξη λιθίου με ανεπαρκή περίσσεια συμβατικής ανόδου

Όταν το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι υπερβολικά ανεπαρκές, δεν υπάρχει αρκετός χώρος για την εισαγωγή των ιόντων λιθίου από το θετικό ηλεκτρόδιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Ως εκ τούτου, μόνο μεταλλικό λίθιο μπορεί να σχηματιστεί και να κατακρημνιστεί στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου. Επειδή ο βαθμός ανεπαρκούς περίσσειας του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι γενικά ομοιόμορφος, και τα ιόντα λιθίου που εξάγονται από το θετικό ηλεκτρόδιο έρχονται επίσης ομοιόμορφα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, η εξέλιξη του λιθίου που προκαλείται από το ανεπαρκές αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι επίσης ένα ομοιόμορφο στρώμα. Η σοβαρότητα της εξέλιξης του λιθίου σχετίζεται με την ανεπαρκή αρνητική περίσσεια ηλεκτροδίων. Ο βαθμός είναι στενά συνδεδεμένος, όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός της περίσσειας και της ανεπάρκειας, τόσο πιο σοβαρή είναι η κατακρήμνιση λιθίου.

(2) Ανάλυση λιθίου για γιν και γιανγκ

Όταν ένα κύτταρο μπαταριών είναι επικαλυμμένο με το βαρύ επίστρωμα στη μία πλευρά του θετικού ηλεκτροδίου ή ελαφρώς επικαλυμμένο στη μία πλευρά του αρνητικού ηλεκτροδίου, θα προκαλέσει το λίθιο και στις δύο πλευρές του αρνητικού ηλεκτροδίου του κυττάρου μπαταριών για να καταθέσει το λίθιο στην άλλη πλευρά, η οποία είναι κοινώς γνωστή ως πλευρά Γιν και Γιανγκ. Η διεπαφή του κυττάρου ανόδου και καθόδου στην εξελισσόμενη πλευρά λιθίου είναι ακριβώς η ίδια με εκείνη του αρνητικού ηλεκτροδίου με υπερβολικό ή ανεπαρκές λίθιο, ενώ η άλλη πλευρά είναι χρυσή κίτρινη (για την άνοδο γραφίτη).

(3) Η θετική κεφαλή ηλεκτροδίου είναι επικαλυμμένη χωρίς αραίωση λιθίου

Εάν η θετική κεφαλή του ηλεκτροδίου δεν αραιωθεί κατά τη διάρκεια της επικάλυψης, ο επίδεσμος στη θετική θέση της κεφαλής του ηλεκτροδίου μπορεί να είναι παχύτερος, έτσι ώστε να υπάρχει υπερβολική και ανεπαρκής που αντιστοιχεί στην αρνητική κεφαλή του ηλεκτροδίου, με αποτέλεσμα μια λωρίδα της αρνητικής κεφαλής. Αναλύστε το λίθιο.


2. Εκτίναξη λιθίου μπαταριών ιόντων λιθίου που κατασκευάζονται εσφαλμένα από φορτιστές

Δεδομένου ότι η εξέλιξη του λιθίου συμβαίνει κατά τη διάρκεια του σταδίου φόρτισης, η αλλαγή στο μηχανισμό φόρτισης πρέπει επίσης να είναι ένας από τους λόγους για την εξέλιξη του λιθίου. Ακολουθεί ένας κατάλογος πολλών περιπτώσεων εξέλιξης λιθίου λόγω του μηχανισμού φόρτισης:

(1) Κατακρήμνιση λιθίου με φόρτιση χαμηλής θερμοκρασίας

Ο λόγος για την πτώση λιθίου κατά τη διάρκεια της φόρτισης χαμηλής θερμοκρασίας είναι ότι η αντίσταση εισαγωγής λιθίου του αρνητικού ηλεκτροδίου σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι σημαντικά μεγαλύτερη από εκείνη του θετικού ηλεκτροδίου. Αν και τα ιόντα λιθίου μπορούν να αφαιρεθούν από το θετικό ηλεκτρόδιο σχετικά γρήγορα σε χαμηλές θερμοκρασίες, δεν μπορούν να εισαχθούν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο εγκαίρως, προκαλώντας έτσι την πτώση. Λιθίου.

(2) Ανάλυση λίθιου από τη χρέωση υψηλού ποσοστού

Εάν η φόρτιση σε θερμοκρασία δωματίου αυξάνει τυφλά το ρυθμό φόρτισης, το αρνητικό ηλεκτρόδιο θα προκαλέσει επίσης κατακρήμνιση λιθίου λόγω της αδυναμίας γρήγορης ολοκλήρωσης της εισαγωγής λιθίου. Κάτω από το συμβατικό σχέδιο τύπων ικανότητας, ο μέγιστος ρυθμός δαπανών που το κύτταρο μπαταριών μπορεί να αντισταθεί είναι περίπου 1C~1.5C. Εάν το προϊόν πρέπει να αυξήσει περαιτέρω το ρεύμα δαπανών κατά τη χρήση, κατόπιν ένας ειδικός σχεδιασμός του κομματιού και του ηλεκτρολύτη πόλων απαιτείται. Διαφορετικά, όσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό φόρτισης, τόσο πιο σοβαρή θα είναι η εξέλιξη του λιθίου.

(3) Υπερφόρτιση λιθίου

Όταν η τάση φόρτισης ή η ικανότητα φόρτισης της μπαταρίας υπερβαίνει κατά πολύ την τιμή σχεδιασμού, θα εξαχθούν περισσότερα ιόντα λιθίου από το θετικό ηλεκτρόδιο. Δεδομένου ότι το αρνητικό ηλεκτρόδιο έχει σχεδιαστεί, δεν υπάρχει χώρος για αυτά τα πλεονάζοντα ιόντα λιθίου. Το λίθιο είναι αναπόφευκτο. Κατά τη διάρκεια της υπερφόρτισης, η αποσυμπίεση των ιόντων λιθίου από το θετικό ηλεκτρόδιο είναι ομοιόμορφη και δεν διαφέρει ανάλογα με τη θέση του κομματιού πόλου, έτσι ώστε η εξέλιξη του λιθίου που προκαλείται από την υπερφόρτιση είναι επίσης ένα ομοιόμορφο στρώμα.


3. Εξέλιξη λιθίου των μπαταριών ιόντων λιθίου που προκαλούνται από ανώμαλες διαδρομές εισαγωγής λιθίου

Κατά τη φόρτιση μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου, τα ιόντα λιθίου εξάγονται από το θετικό ηλεκτρόδιο και στη συνέχεια εισάγονται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη. Ωστόσο, εάν η διεπαφή μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων δεν είναι σε καλή επαφή, θα προκαλέσει ιόντα λιθίου να κατακρημνίσει στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου. Οι λεπτομέρειες είναι οι εξής:

(1) Ρυτίδες διαφράγματος για να αναλύσει το λίθιο

Όταν ο διαχωριστής είναι ζαρωμένος λόγω της δικής του ποιότητας, αφού τα ιόντα λιθίου στην αντίστοιχη θέση αποαποσκευάζονται από το θετικό ηλεκτρόδιο, δεν μπορούν να εισαχθούν ομοιόμορφα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Ως αποτέλεσμα, το αρνητικό ηλεκτρόδιο στην αντίστοιχη θέση είτε θα γίνει καφέ με ανεπαρκή διακάλυψη λιθίου, ή θα γίνει Stripe-όπως λίθιο με την ίδια κατεύθυνση του πτύχωσης.

(2) Παραμόρφωση του κυττάρου μπαταριών για να αναλύσει το λίθιο

Όταν το πάχος του κυττάρου μπαταριών είναι μεγάλο, είναι εύκολο να παραμορφωθεί. Όταν η παραμόρφωση είναι σοβαρή, το κομμάτι του πόλου που αντιστοιχεί στην παραμορφωμένη θέση του κυττάρου της μπαταρίας μπορεί να βρίσκεται σε κακή επαφή, με αποτέλεσμα την κακή περιοχή εισαγωγής λιθίου σε σχήμα ταινίας στην παραπάνω εικόνα, η οποία περιστασιακά θα συνοδεύεται από ανάλυση. Λιθίου.

(3) Συμβατικός σχηματισμός και καμία καυτή και κρύα συμπίεση του λίθιου πριν από το σχηματισμό

Εάν το πάχος του κυττάρου είναι σχετικά μεγάλο, ακόμη και αν ο συμβατικός σχηματισμός πραγματοποιείται χωρίς θερμή και ψυχρή πίεση μετά από ένεση υγρού, η διεπαφή δεν θα είναι πολύ προβληματική. Εντούτοις, για μερικά λεπτά κύτταρα με πάχος μικρότερο από 3mm, εάν δεν υπάρχει καμία σύσφιξη κατά τη διάρκεια του σχηματισμού, και η καυτή και κρύα συμπίεση ή το ψήσιμο κοu'φωμάτων ξεχνιούνται πριν από το σχηματισμό, η διεπαφή θα είναι πιό άθλια.

Δεδομένου ότι η επαφή μεταξύ λεπτών μπαταριών είναι δύσκολο να κλείσει στη διεπαφή, εάν δεν ασκείται πίεση στην επιφάνεια πριν και κατά τη διάρκεια του σχηματισμού, το αέριο σχηματισμού δεν μπορεί να αποφορτιστεί πλήρως και η επαφή διεπαφής θα επηρεαστεί, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή εισαγωγή λιθίου και την καθίζηση λιθίου που μοιάζει με σημείο.

4) Το προσάρτημα διαμορφώνεται στο λίθιο χωρίς πίεση

Δεδομένου ότι ο σχηματισμός κοu'φωμάτων συνοδεύεται συχνά από το υψηλό ρεύμα και το υψηλό soc δαπανών, ο ρυθμός παραγωγής αερίου κατά τη διάρκεια του σχηματισμού είναι γρηγορότερος, και η διεπαφή μπαταριών μετά από το σχηματισμό θα έχει το προφανές χρυσό κίτρινο, και η θέση που αντιστοιχεί στην ανεπαρκή εισαγωγή λίθιου θα φανεί προφανέστερη. Είτε πρόκειται για ένα λεπτό κύτταρο που δεν είναι ζεστό ή κρύο πιέζεται πριν από το σχηματισμό, ή ένα κύτταρο που θα πρέπει να έχουν σχηματιστεί από το προσάρτημα, αλλά δεν πιέζεται, εφ 'όσον το πρόβλημα βρίσκεται πριν από την απαέρωση, τότε το μικρό ρεύμα απαλλαγή με φωτιστικό και ο σχηματισμός μπορεί να πραγματοποιηθεί και πάλι. Η διασύνδεση έχει βελτιωθεί σημαντικά.

(5) Περίληψη ανάλυσης λιθίου:

Όταν η διαδρομή εισαγωγής λιθίου είναι ανώμαλη, η πιο προφανής ανωμαλία διασύνδεσης του κυττάρου της μπαταρίας είναι η καφέ ανεπαρκής περιοχή εισαγωγής λιθίου, ακολουθούμενη από την ελαφρά εξέλιξη του λιθίου στην αντίστοιχη θέση. Λόγω των διαφορετικών διαδικασιών και υλικών σχηματισμού, το φαινόμενο της κατακρήμνισης λιθίου που προκαλείται από την κακή επαφή διεπαφής κατά τη διάρκεια του σχηματισμού μπορεί να είναι διαφορετικό από την παραπάνω εικόνα.


4. Η εξέλιξη λίθιου της ιονικής μπαταρίας λίθιου που προκαλείται από το ανώμαλο κύριο υλικό

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, ο προορισμός των ιόντων λιθίου είναι να διεισδύσουν στην ταινία SEI και τελικά να ενσωματωθούν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Εάν υπάρχει πρόβλημα με την ταινία SEI ή το αρνητικό ηλεκτρόδιο, με αποτέλεσμα τα ιόντα λιθίου να μην μπορούν να εισαχθούν κανονικά, τότε το αποτέλεσμα μπορεί να είναι μόνο η εξέλιξη του λιθίου.

(1) Το λίθιο συνθλίβεται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο

Όταν η συμπύκνωση του αρνητικού φύλλου ηλεκτροδίων υπερβαίνει το όριό του, τα ιόντα λιθίου θα εναποτεθούν στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου όταν η αρνητική δομή του ηλεκτροδίου συνθλιβεί ή δεν υπάρχει αρκετός χώρος για την εισαγωγή. Η εξέλιξη του λιθίου που προκαλείται από τη σύνθλιψη του αρνητικού ηλεκτροδίου δεν μπορεί να επισκευαστεί όπως η κακή χημική επαφή, και έχει θανάσιμο αντίκτυπο στην ικανότητα και τον κύκλο της μπαταρίας.

(2) Εξέλιξη λιθίου που προκαλείται από λιγότερο ηλεκτρολύτη

Όταν η μπαταρία εγχέεται με μια μικρή ποσότητα υγρού ή ο χρόνος γήρανσης μετά την ένεση είναι σύντομος, ο ηλεκτρολύτης δεν θα είναι σε θέση να διεισδύσει πλήρως στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, και η θέση όπου η διείσδυση δεν είναι πλήρως διεισδύσει θα σχηματίσει ένα μικρό μαύρο σημείο χωρίς λίθιο ενσωματωμένο, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Μπορεί να υπάρχει μικρή εξέλιξη λιθίου γύρω από το μαύρο σημείο.

(3) Εξέλιξη λιθίου με αταίριαστο ηλεκτρολύτη

Η αρχή της εξέλιξης του λιθίου που προκαλείται από αυτόν τον λόγο δεν είναι πλήρως κατανοητή από wenwu. Λέγεται ότι ο ηλεκτρολύτης και το αρνητικό ηλεκτρόδιο δεν ταιριάζουν, γεγονός που προκαλεί την ταινία SEI να είναι πολύ παχιά ή άνιση, και στη συνέχεια εμποδίζει την εισαγωγή ιόντων λιθίου. ή ο ηλεκτρολύτης δεν μπορεί να διεισδύσει πλήρως στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, προκαλώντας δυσκολία στην εισαγωγή ιόντων λιθίου.

(4) Εξέλιξη λιθίου που προκαλείται από άμεσο διαχωρισμό χωρίς να σχηματίζεται

Εάν το κύτταρο μπαταριών φορτίζεται άμεσα με έναν χωριστό όγκο χωρίς να διαμορφώσει ένα μικρό ρεύμα, η ταινία SEI δεν μπορεί να διαμορφωθεί αποτελεσματικά, η οποία θα επηρεάσει την εισαγωγή των ιόντων λίθιου στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και θα προκαλέσει την εξέλιξη του λίθιου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης. Η αντίστοιχη εικόνα ανάλυσης λιθίου είναι σαν ένα σημείο όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα.

(5) Η περιεκτικότητα σε νερό υπερβαίνει το πρότυπο για την ανάλυση του λιθίου

Μια μικρή ποσότητα νερού συμβάλλει στο σχηματισμό της μεμβράνης SEI, αλλά όταν η περιεκτικότητα σε νερό υπερβαίνει το πρότυπο, θα αντιδράσει με το αλάτι λιθίου στον ηλεκτρολύτη και θα καταστρέψει τη σύνθεση φιλμ SEI, επηρεάζοντας έτσι την εισαγωγή ιόντων λιθίου στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και σχηματίζοντας τις παρατυπίες στην παραπάνω εικόνα Καφέ περιοχή, μερικές φορές η καφέ περιοχή θα συμβεί επίσης εξέλιξη λιθίου.

Μπορεί επίσης να σας αρέσει