Influenciado polo quente grao do mercado de vehículos eléctricos,baterías de iones de litio, como un dos compoñentes fundamentais dos vehículos eléctricos, foron enfatizados en gran medida.As persoas comprométense a desenvolver unha batería de iones de litio de longa duración, alta potencia e boa seguridade.Entre elas, a atenuación debatería de iones de litioA capacidade é moi digna da atención de todos, só unha comprensión completa das razóns para a atenuación das baterías de ión-litio ou o mecanismo, para poder prescribir o medicamento axeitado para resolver o problema, esa capacidade das baterías de ión-litio atenuación?
Razóns para a degradación da capacidade das baterías de ión-litio
1.Material do electrodo positivo
LiCoO2 é un dos materiais de cátodo de uso común (a categoría 3C é amplamente utilizada, e as baterías de enerxía levan basicamente fosfato de ferro ternario e de litio).A medida que aumenta o número de ciclos, a perda de ións litio activos contribúe máis á diminución da capacidade.Despois de 200 ciclos, o LiCoO2 non sufriu unha transición de fase, senón un cambio na estrutura lamelar, o que provocou dificultades na desintegración de Li+.
LiFePO4 ten unha boa estabilidade estrutural, pero o Fe3+ no ánodo disólvese e redúcese a Fe metal no ánodo de grafito, o que resulta nunha maior polarización do ánodo.Xeralmente a disolución do Fe3+ impídese mediante o recubrimento de partículas de LiFePO4 ou a elección do electrólito.
Materiais ternarios NCM ① Os ións de metais de transición no material do cátodo de óxido de metal de transición son fáciles de disolver a altas temperaturas, liberando así o electrólito ou depositándose no lado negativo causando atenuación da capacidade;② Cando a tensión é superior a 4,4 V fronte a Li+/Li, o cambio estrutural do material ternario leva á degradación da capacidade;③ Li-Ni filas mixtas, o que leva ao bloqueo das canles de Li+.
As principais causas da degradación da capacidade das baterías de iones de litio baseadas en LiMnO4 son 1. cambios irreversibles de fase ou estruturais, como a aberración de Jahn-Teller;e 2. disolución de Mn no electrólito (presenza de HF no electrólito), reaccións de desproporción ou redución no ánodo.
2.Materiais de electrodos negativos
A xeración de precipitación de litio no lado do ánodo do grafito (parte do litio convértese en "litio morto" ou xera dendritas de litio), a baixas temperaturas, a difusión de ións de litio ralentízase facilmente, provocando a precipitación de litio, e a precipitación de litio tamén é propensa a ocorrer. cando a relación N/P é demasiado baixa.
A destrución e o crecemento repetidos da película SEI no lado do ánodo conducen ao esgotamento do litio e ao aumento da polarización.
O proceso repetido de incrustación e eliminación de litio no ánodo baseado en silicio pode levar facilmente á expansión do volume e á falla de fisuras das partículas de silicio.Polo tanto, para o ánodo de silicio, é especialmente crítico atopar unha forma de inhibir a súa expansión de volume.
3.Electrólito
Factores do electrólito que contribúen á degradación da capacidade debaterías de iones de litioincluír:
1. Descomposición de disolventes e electrólitos (fallas graves ou problemas de seguridade como a produción de gas), para disolventes orgánicos, cando o potencial de oxidación é superior a 5 V fronte a Li+/Li ou o potencial de redución é inferior a 0,8 V (a tensión de descomposición dos electrólitos é diferente. diferente), fácil de descompoñer.Para o electrólito (por exemplo, LiPF6), é fácil descompoñerse a temperatura máis alta (máis de 55 ℃) debido á mala estabilidade.
2. A medida que aumenta o número de ciclos, aumenta a reacción entre o electrólito e os electrodos positivos e negativos, debilitando a capacidade de transferencia de masa.
4.Diafragma
O diafragma pode bloquear os electróns e cumprir a transmisión de ións.Non obstante, a capacidade do diafragma para transportar Li+ redúcese cando os orificios do diafragma están bloqueados polos produtos de descomposición do electrólito, etc., ou cando o diafragma se encolle a altas temperaturas ou cando o diafragma envellece.Ademais, a formación de dendritas de litio que atravesan o diafragma provocando un curtocircuíto interno é o principal motivo do seu fallo.
5. Recollida de líquido
A causa da perda de capacidade debido ao colector é xeralmente a corrosión do colector.O cobre úsase como colector negativo porque é fácil de oxidar a altos potenciais, mentres que o aluminio úsase como colector positivo porque é fácil formar unha aliaxe de litio-aluminio con litio a baixos potenciais.Baixo voltaxe (tan baixo como 1,5 V e por debaixo, sobredescarga), o cobre oxídase a Cu2+ no electrólito e deposítase na superficie do electrodo negativo, o que dificulta a desintegración do litio, o que provoca unha degradación da capacidade.E no lado positivo, sobrecarga dobateríaprovoca picaduras do colector de aluminio, o que leva a un aumento da resistencia interna e unha degradación da capacidade.
6. Factores de carga e descarga
Os multiplicadores de carga e descarga excesivos poden provocar unha degradación acelerada da capacidade das baterías de ión-litio.Un aumento do multiplicador de carga/descarga significa que a impedancia de polarización da batería aumenta en consecuencia, o que provoca unha diminución da capacidade.Ademais, o estrés inducido pola difusión xerado pola carga e descarga a altas taxas de multiplicación leva á perda de material activo do cátodo e ao envellecemento acelerado da batería.
No caso de sobrecargar e sobredescargar baterías, o electrodo negativo é propenso á precipitación de litio, o mecanismo de eliminación excesiva de litio do electrodo positivo colapsa e a descomposición oxidativa do electrólito (a aparición de subprodutos e produción de gas) é acelerada.Cando a batería se descarga en exceso, a folla de cobre tende a disolverse (dificultando a desintegración do litio ou xerando directamente dendritas de cobre), o que provoca unha degradación da capacidade ou un fallo da batería.
Os estudos de estratexia de carga demostraron que cando a tensión de corte de carga é de 4 V, baixar adecuadamente a tensión de corte de carga (por exemplo, 3,95 V) pode mellorar a vida útil da batería.Tamén se demostrou que a carga rápida dunha batería ao 100% SOC decae máis rápido que a carga rápida ao 80% SOC.Ademais, Li et al.descubriu que aínda que a pulsación pode mellorar a eficiencia de carga, a resistencia interna da batería aumentará significativamente e a perda de material activo do electrodo negativo é grave.
7.Temperatura
O efecto da temperatura na capacidade debaterías de iones de litiotamén é moi importante.Cando se opera a temperaturas máis altas durante períodos prolongados de tempo, prodúcese un aumento das reaccións secundarias dentro da batería (por exemplo, a descomposición do electrólito), o que provoca unha perda irreversible de capacidade.Cando se opera a temperaturas máis baixas durante períodos prolongados, a impedancia total da batería aumenta (a condutividade do electrólito diminúe, a impedancia SEI aumenta e a taxa de reaccións electroquímicas diminúe) e é propenso a producirse a precipitación de litio da batería.
O anterior é o principal motivo da degradación da capacidade da batería de ión-litio, a través da introdución anterior creo que entendes as causas da degradación da capacidade da batería de ión-litio.
Hora de publicación: 24-Xul-2023