Influenzatu da u gradu caldu di u mercatu di i veiculi elettrici,batterie di lithium-ion, cum'è unu di i cumpunenti core di i veiculi elettrici, sò stati enfatizzati in gran parte.E persone sò impegnate à sviluppà una batteria di lithium-ion di longa vita, alta putenza, bona sicurezza.Frà elli, l'attenuazione dibatteria di lithium-ioncapacità hè assai degne di l'attenzione di tutti, solu una piena capiscitura di i mutivi di l'attenuazione di batterie di lithium-ion o di u miccanisimu, per esse in gradu di prescrive a medicina dritta per risolve u prublema, chì capacità di batterie lithium-ion perchè u attenuazione?
Motivi per a degradazione di capacità di e batterie di lithium-ion
1.Materiale elettrodu pusitivu
LiCoO2 hè unu di i materiali di catodi cumunimenti utilizati (categoria 3C hè largamente utilizata, è e batterie di putenza portanu basamente fosfatatu di ferru ternariu è di lithium).Quandu u numeru di ciculi aumenta, a perdita di ioni di litiu attivu cuntribuisce più à a decadenza di capacità.Dopu à 200 cicli, LiCoO2 ùn hà micca subitu una transizione di fase, ma piuttostu un cambiamentu in a struttura lamellare, chì porta à difficultà in Li + de-embedding.
LiFePO4 hà una bona stabilità strutturale, ma u Fe3 + in l'anodu si dissolve è riduce à Fe metale nantu à l'anodu di grafite, risultatu in una polarizazione di l'anodu aumentata.In generale, a dissoluzione di Fe3 + hè impedita da u revestimentu di particelle LiFePO4 o l'scelta di l'elettroliti.
NCM materiali ternary ① Ioni di metallu di transizione in u materiale di catodu di ossidu di metallu di transizione sò faciuli à dissolve à temperature elevate, liberendu cusì in l'elettroliti o dipositu nantu à u latu negativu chì causanu attenuazione di capacità;② Quandu a tensione hè più altu di 4.4V versus Li+/Li, u cambiamentu strutturale di u materiale ternariu porta à a degradazione di a capacità;③ Li-Ni fila mistu, chì porta à u bloccu di i canali Li +.
I causi principali di a degradazione di capacità in LiMnO4-based batterie lithium-ion sò 1. irreversibile fasi o cambiamenti strutturale, comu l 'aberration Jahn-Teller;è 2. dissoluzione di Mn in l'elettroliti (presenza di HF in l'elettroliti), riazzioni disproportionation, o riduzzione à l'anodu.
2.Materiali elettrodu negativu
A generazione di precipitazione di lithium in u latu anodu di grafite (una parte di u lithium diventa "lithium mortu" o genera dendrite di lithium), à bassu temperatura, a diffusione di ioni di litiu rallenta facilmente chì porta à a precipitazione di lithium, è a precipitazione di lithium hè ancu propensu à accade. quandu u rapportu N/P hè troppu bassu.
A distruzzione ripetuta è a crescita di a film SEI in u latu di l'anodu porta à a depletion di lithium è a polarizazione aumentata.
U prucessu ripetutu di incrustazione di lithium / rimozione di de-lithium in l'anodu basatu in siliciu pò facilmente guidà à l'espansione di u voluminu è a fallimentu di crack di e particelle di siliciu.Dunque, per l'anodu di siliciu, hè particularmente criticu per truvà un modu per inibisce a so espansione di u voluminu.
3.Electrolyte
Fattori in l'elettroliti chì cuntribuiscenu à a degradazione di a capacità dibatterie di lithium-ioninclude:
1. A decomposizione di solventi è elettroliti (fallimentu seriu o prublemi di sicurezza, cum'è a produzzione di gas), per i solventi organici, quandu u putenziale di oxidazione hè più grande di 5V versus Li + / Li o u putenziale di riduzzione hè più bassu di 0.8V (diferente tensione di decomposizione elettrolitica hè differente), faciuli à scompone.Per l'elettroliti (p.e. LiPF6), hè faciule di scumpressà à una temperatura più alta (più di 55 ℃) per via di a stabilità povira.
2. Cum'è u numeru di ciculi aumenta, a reazzione trà l'elettroliti è l'elettrodi pusitivi è negativi aumenta, facendu chì a capacità di trasferimentu di massa si debilitatu.
4.Diafragma
U diafragma pò bluccà l'elettroni è cumpiendu a trasmissione di ioni.Tuttavia, a capacità di u diafragma di trasportu Li + hè ridutta quandu i buchi di diafragma sò bluccati da i prudutti di descomposizioni di l'elettroliti, etc., o quandu u diafragma si riduce à alte temperature, o quandu u diafragma invechja.Inoltre, a furmazione di dendrites di lithium piercing u diafragma chì porta à u cortu circuitu internu hè u mutivu principale di u so fallimentu.
5. Raccoglie fluidu
A causa di a perdita di capacità dovuta à u cullettore hè generalmente a corrosione di u cullettore.U ramu hè usatu cum'è u cullettivu negativu perchè hè faciule d'oxidà à alti putenziali, mentre chì l'aluminiu hè utilizatu cum'è u cullettivu pusitivu perchè hè faciule per furmà una alea di lithium-aluminium cù lithium à bassu putenziali.Sottu voltage bassu (finu à 1.5V è sottu, over-scharge), u ramu oxidizes à Cu2+ in l'elettrolitu è si deposita nantu à a superficia di l'elettrodu negativu, impediscendu a de-embedding di lithium, risultatu in a degradazione di a capacità.È da u latu pusitivu, overcharging of thebatteriaprovoca pitting di u cullettore d'aluminiu, chì porta à un aumentu di a resistenza interna è a degradazione di a capacità.
6. Factori di carica è scaricamentu
I multiplicatori di carica eccessiva è scarica pò purtà à a degradazione accelerata di a capacità di e batterie di lithium-ion.Un aumentu di u multiplicatore di carica / scarica significa chì l'impedenza di polarizazione di a bateria aumenta in cunseguenza, chì porta à una diminuzione di a capacità.In più, u stress indotta da diffusione generatu da a carica è a scaricamentu à un altu ritmu di multiplicazione porta à a perdita di materiale attivu di cathode è invechje acceleratu di a bateria.
In u casu di e batterie di carica eccessiva è di scaricamentu eccessivu, l'elettrodu negativu hè propensu à a precipitazione di lithium, l'elettrodu pusitivu di u meccanismo di rimozione eccessiva di lithium collapses, è a descomposizione oxidativa di l'elettroliti (l'occurrence di sottoprodotti è a produzzione di gas) hè accelerata.Quandu a batteria hè scaricata eccessivamente, a foglia di ramu tende à dissolve (impedendu a de-embedding di lithium, o generà direttamente dendrite di cobre), purtendu à a degradazione di a capacità o a fallimentu di a batteria.
Studi di strategia di carica anu dimustratu chì quandu a tensione di cut-off di carica hè 4V, abbassendu in modu adattatu a tensione di cut-off di carica (per esempiu, 3.95V) pò migliurà a vita di u ciclu di a bateria.Hè statu ancu dimustratu chì a carica rapida di una bateria à 100% SOC decade più veloce di a carica rapida à 80% SOC.Inoltre, Li et al.truvò chì, ancu s'è pulsing pò migliurà l'efficienza di carica, a resistenza interna di a bateria risusciterà significativamente, è a perdita di materiale attivu di l'elettrodu negativu hè seriu.
7.Temperatura
L'effettu di a temperatura nantu à a capacità dibatterie di lithium-ionhè ancu assai impurtante.Quandu si opera à temperature più elevate per periodi di tempu estensi, ci hè un aumentu di reazzioni laterali in a bateria (per esempiu, a descomposizione di l'elettroliti), chì porta à una perdita irreversibile di capacità.Quandu si opera à temperature più bassu per periodi di tempu estensi, l'impedenza tutale di a bateria aumenta (a conduttività elettrolitica diminuisce, l'impedenza SEI aumenta, è a rata di reazzione elettrochimica diminuisce), è a precipitazione di lithium da a bateria hè propensa à accade.
U sopra hè u mutivu principale per a degradazione di a capacità di a bateria di lithium-ion, per mezu di l'intruduzioni sopra, crede chì avete una cunniscenza di e cause di a degradazione di a capacità di a bateria di lithium-ion.
Tempu di post: Jul-24-2023