При зарядке литий-ионный аккумулятор Li + отделен от положительного электрода и встроен в отрицательный электрод; Однако при возникновении некоторых аномалий, таких как: недостаточное пространство для интеркаляции лития в отрицательном электроде, слишком большое сопротивление для встраивания Li + в отрицательный электрод, слишком быстрое внедрение Li + из положительного электрода, но не может быть внедрено в электрод отрицательный электрод в том же количестве, Li +, который не может быть встроен в отрицательный электрод, может получать электроны только на поверхности отрицательного электрода, так что образуется серебристо-белый металлический литий, который часто называют осаждением лития. Осаждение лития не только снижает производительность аккумулятора и значительно сокращает срок его службы, но также ограничивает емкость быстрой зарядки аккумулятора и может вызвать катастрофические последствия, такие как возгорание и взрыв.

В серии статей мы обсудим следующие проблемы: макроуровень литий-ионного аккумулятора, условия работы, градиент, существующий в аккумуляторе, электрохимический тест, тест на безопасность и т. Д.), Микромасштаб (электрод, частица, микроструктура, и т. д.) и атомного масштаба (атом, ион, молекула, энергетический барьер активации и т. д.):

(1) Что такое «запал» реакции выделения лития?

(2) Каковы экспериментальные явления реакции выделения лития?

(3) Какова макроморфология металлического лития, осажденного на поверхности отрицательного электрода в различных условиях? Каковы прямые экспериментальные доказательства побочных эффектов?

(4) Каков соответствующий механизм старения батареи, вызванный реакцией выделения лития? Какова кривая спада емкости в этом процессе (т. Е. Изменение степени сохранения емкости в зависимости от количества циклов)?

С быстрым развитием технологий, связанных с литий-ионными аккумуляторами, и постоянным появлением разнообразных потребностей в хранении энергии, люди выдвигают более высокие требования к будущим литий-ионным аккумуляторам:

(1) Более длительный срок службы (для электромобилей требуется срок службы батареи более 10 лет);

(2) Отличная быстрая зарядка (зарядка до 80% SOC занимает всего 20 минут);

(3) Отличные рабочие характеристики при низкотемпературном цикле и способность к восстановлению емкости;

(4) Безупречная безопасность.

Интересно, что эти четыре замечательные характеристики батарей тесно связаны с побочной реакцией выделения лития. Процесс старения батареи и изменение кинетики реакции отрицательного электрода, вызванное побочной реакцией, имеют большое влияние на четыре вышеупомянутые характеристики.

Когда литий-ионный аккумулятор заряжен, Li + отключается от положительного электрода. Эти Li + диффундируют к поверхности отрицательного электрода в электролите и внедряются в материал отрицательного электрода. Если взять в качестве примера графитовый отрицательный электрод, интеркаляция лития происходит, когда отрицательный потенциал уменьшается до 200-65 МВ по сравнению с Li + / Li; По мере продолжения зарядки потенциал отрицательного электрода падает ниже 0 В относительно Li + / Li, и происходит побочная реакция осаждения лития. При этом побочная реакция осаждения лития отрицательного электрода и реакция интеркалирования лития выполняются одновременно. Принимая во внимание влияние поляризации, побочная реакция осаждения лития происходит, когда сумма равновесного потенциала и избыточного потенциала (от омического сопротивления, процесса переноса заряда и диффузии) является отрицательной по отношению к электрической паре Li + / Li.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего приложения, инженеры-исследователи EverExceed день и ночь работают над исследованиями и разработкой современных технологий. Литий-железо-фосфатные батареи с идеальными параметрами зарядки и разрядки. Так что выберите EverExceed в качестве своего бренда для полной надежности.