Beaflosst vum waarme Grad vum elektresche Gefiermaart,Lithium-Ion Batterien, als ee vun de Kär Komponente vun elektresche Gefierer, goufen zu engem groussen Deel ënnerstrach. D'Leit sinn engagéiert fir e laangt Liewen, héich Kraaft, gutt Sécherheet Lithium-Ion Batterie z'entwéckelen. Ënnert hinnen, der attenuation vunLithium-Ion BatterieKapazitéit ass ganz wiirdeg jidderengem seng Opmierksamkeet, nëmmen e vollt Verständnis vun de Grënn fir d'Dämpfung vu Lithium-Ion Batterien oder de Mechanismus, fir déi richteg Medizin ze verschreiwen fir de Problem ze léisen, datt Lithium-Ion Batterien Kapazitéit firwat de Dämpfung?
Grënn fir Kapazitéit Degradatioun vu Lithium-Ion Batterien
1.Positiv Elektroden Material
LiCoO2 ass ee vun den allgemeng benotzte Kathodematerialien (3C Kategorie gëtt wäit benotzt, a Kraaftbatterien droen haaptsächlech ternär a Lithium Eisenphosphat). Wéi d'Zuel vun den Zyklen eropgeet, dréit de Verloscht vun aktive Lithium-Ionen méi zum Kapazitéitverfall bäi. No 200 Zyklen huet LiCoO2 net e Phaseniwwergang erliewt, mee éischter eng Verännerung vun der lamellarer Struktur, wat zu Schwieregkeete bei der Li+ De-Ebedding féiert.
LiFePO4 huet gutt strukturell Stabilitéit, awer de Fe3+ an der Anode léist sech op a reduzéiert op Fe-Metall op der Grafittanode, wat zu enger verstäerkter Anodepolariséierung resultéiert. Allgemeng gëtt d'Fe3+ Opléisung verhënnert duerch d'Beschichtung vu LiFePO4 Partikelen oder d'Wiel vun Elektrolyt.
NCM ternary Material ① Iwwergangsmetallionen am Iwwergangsmetalloxid-Kathodematerial sinn einfach bei héijen Temperaturen opzeléisen, sou datt se am Elektrolyt befreien oder op der negativ Säit deposéieren, wat d'Kapazitéitattenuatioun verursaacht; ② Wann d'Spannung méi héich ass wéi 4,4V vs. ③ Li-Ni gemëschte Reihen, wat zu der Blockéierung vu Li+ Kanäl féiert.
D'Haaptursaachen vun der Kapazitéit Degradatioun an LiMnO4-baséiert Lithium-Ion Batterien sinn 1. irreversibel Phase oder strukturell Ännerungen, wéi d'Jahn-Teller Aberratioun; an 2. Opléisung vu Mn am Elektrolyt (Präsenz vun HF am Elektrolyt), Disproportionatiounsreaktiounen oder Reduktioun op der Anode.
2.Negativ Elektroden Materialien
D'Generatioun vu Lithium Nidderschlag op der Anode Säit vum Grafit (Deel vum Lithium gëtt "dout Lithium" oder generéiert Lithium Dendriten), bei niddregen Temperaturen, Lithium Ion Diffusioun verlangsamt liicht, wat zu Lithium Nidderschlag féiert, a Lithium Nidderschlag ass och ufälleg fir optrieden wann den N/P Verhältnis ze niddreg ass.
Widderholl Zerstéierung a Wuesstem vun SEI Film op der anode Säit féiert zu Lithium Ausschöpfung a verstäerkte Polariséierung.
De widderholl Prozess vu Lithium Embedding / De-Lithium Entfernung an der Siliziumbaséierter Anode kann einfach zu Volumenexpansioun a Rëssfehler vun de Siliziumpartikelen féieren. Dofir, fir Siliziumanode, ass et besonnesch kritesch e Wee ze fannen fir seng Volumenexpansioun ze hemmen.
3.Elektrolyt
Faktoren am Elektrolyt, déi zur Kapazitéitsdegradatioun bäidroenLithium-Ion Batterienenthalen:
1. Zersetzung vu Léisungsmëttelen an Elektrolyte (eeschte Feeler oder Sécherheetsproblemer wéi Gasproduktioun), fir organesch Léisungsmëttelen, wann d'Oxidatiounspotenzial méi grouss ass wéi 5V vs Li+/Li oder d'Reduktiounspotenzial manner wéi 0,8V ass anescht), einfach ze zersetzen. Fir Elektrolyte (zB LiPF6) ass et einfach ze zersetzen bei méi héijer Temperatur (iwwer 55 ℃) wéinst enger schlechter Stabilitéit;.
2. Wéi d'Zuel vun den Zyklen eropgeet, erhéicht d'Reaktioun tëscht dem Elektrolyt an de positiven an negativen Elektroden, wat d'Masstransferkapazitéit schwächt.
4. Diaphragma
D'Diaphragma kann d'Elektronen blockéieren an d'Ioniwwerdroung erfëllen. Wéi och ëmmer, d'Fäegkeet vun der Membran fir Li+ ze transportéieren gëtt reduzéiert wann d'Membran Lächer duerch Zersetzungsprodukter vum Elektrolyt blockéiert sinn, etc., oder wann d'Membran bei héijen Temperaturen schrumpft oder wann d'Membran am Alter ass. Zousätzlech ass d'Bildung vu Lithium Dendriten, déi d'Membran duerchbriechen, déi zu enger interner Kuerzschluss féieren, den Haaptgrond fir säi Versoen.
5. Flesseggassystem sammelen
D'Ursaach vum Kapazitéitsverloscht wéinst dem Sammler ass allgemeng d'Korrosioun vum Sammler. Kupfer gëtt als negativ Sammler benotzt well et einfach ass bei héije Potenzialer ze oxidéieren, während Aluminium als positiven Sammler benotzt gëtt well et einfach ass eng Lithium-Aluminiumlegierung mat Lithium bei niddrege Potenzialer ze bilden. Ënner niddereger Spannung (sou niddereg wéi 1,5V an drënner, Iwwerentladung), oxidéiert Kupfer op Cu2+ am Elektrolyt an setzt sech op der Uewerfläch vun der negativer Elektrode of, wat d'Entbauung vu Lithium behënnert, wat zu Kapazitéitsdegradatioun resultéiert. An op der positiver Säit, Iwwerbelaaschtung vun derBatterieverursaacht Pitting vum Aluminiumsammler, wat zu enger Erhéijung vun der interner Resistenz a Kapazitéitdegradatioun féiert.
6. Charge an Offlossquantitéit Faktoren
Exzessiv Ladung an Entladungsmultiplikatore kënnen zu enger beschleunegter Kapazitéitsdegradatioun vu Lithium-Ion Batterien féieren. Eng Erhéijung vun der Charge / Offlossmultiplikator bedeit datt d'Polariséierungsimpedanz vun der Batterie deementspriechend eropgeet, wat zu enger Ofsenkung vun der Kapazitéit féiert. Zousätzlech féiert den Diffusioun-induzéierte Stress, deen duerch Opluedstatioun an Entladung bei héijen Multiplikatiounsraten generéiert gëtt, zum Verloscht vu kathodeaktivem Material a beschleunegt Alterung vun der Batterie.
Am Fall vun Iwwerlaaschtung an Iwwerlaaschtung vun Batterien ass d'negativ Elektrode ufälleg fir Lithium Nidderschlag, de positiven Elektroden exzessive Lithium Entfernungsmechanismus kollapst, an d'oxidativ Zersetzung vum Elektrolyt (d'Optriede vun Nebenprodukter a Gasproduktioun) beschleunegt. Wann d'Batterie iwwerflësseg ass, tendéiert d'Kupferfolie sech opzeléisen (hënnert d'Lithium-Entbéiung, oder direkt Kupferdendriten generéieren), wat zu Kapazitéitsdegradatioun oder Batterieausfall féiert.
Opluedstrategie Studien hu gewisen datt wann d'Ladeschnëttspannung 4V ass, eng entspriechend Ofsenkung vun der Ladeschnëttspannung (zB 3,95V) d'Zyklusliewen vun der Batterie verbesseren kann. Et gouf och gewisen datt séier Laden vun enger Batterie op 100% SOC méi séier zerfall wéi séier Laden op 80% SOC. Also Li et al. fonnt datt obwuel Pulsatioun d'Opluedeffizienz verbesseren kann, wäert d'intern Resistenz vun der Batterie wesentlech eropgoen, an de Verloscht vun negativ Elektroden aktive Material ass eescht.
7.Temperatur
Den Effekt vun der Temperatur op d'Kapazitéit vunLithium-Ion Batterienass och ganz wichteg. Wann Dir laang Zäit bei méi héijen Temperaturen operéiert, gëtt et eng Erhéijung vun de Säitreaktiounen an der Batterie (zB Zersetzung vum Elektrolyt), wat zu engem irreversiblen Kapazitéitsverloscht féiert. Wann Dir bei méi niddregen Temperaturen fir verlängert Zäitperioden operéiert, erhéicht d'total Impedanz vun der Batterie (Elektrolytkonduktivitéit hëlt erof, SEI-Impedanz erhéicht an den Taux vun elektrochemesche Reaktiounen erof), an Lithium-Ausfäll aus der Batterie ass ufälleg fir optrieden.
Dat hei uewen ass den Haaptgrond fir d'Degradatioun vun der Lithium-Ion Batterie Kapazitéit, duerch déi uewe genannte Aféierung gleewen ech datt Dir e Verständnis iwwer d'Ursaache vun der Ofbau vun der Lithium-Ion Batterie Kapazitéit hutt.
Post Zäit: Jul-24-2023