При зарядке
литий-ионный аккумулятор 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 проблемы, связанные с макроуровнем литий-ионного аккумулятора, условиями работы, градиентом, существующим в аккумуляторе, электрохимическим тестом, тестом безопасности и т. Д.), Микромасштабом (электрод, частица, микроструктура и т. Д. .) и атомного масштаба (атом, ион, молекула, энергетический барьер активации и т. д.). Сегодня мы поговорим о том, какие факторы влияют на побочные реакции отложения лития:
1. Положительный и отрицательный электроды литий-ионной батареи и металлический литиевый электрод сравнения образуют трехэлектродную систему, как показано на рис. 1, для испытания зарядки. Обнаружено, что чем выше состояние заряда (SOC) и плотность зарядного тока, тем ниже температура испытания, тем больше отрицательный потенциал графитового отрицательного электрода и тем больше предрасположенность к побочной реакции осаждения лития на поверхности отрицательного электрода.
2. Уровень литиевой батареи: увеличение отношения N / P в определенном диапазоне помогает ограничить состояние заряда отрицательного электрода до более низкого уровня, чтобы снизить скорость старения батареи и замедлить внутреннее сопротивление батареи.
3. Кинетика реакции отрицательного электрода: На реакцию выделения лития также влияют тип, морфология и проводимость материалов отрицательных электродов. Они влияют на степень отрицательной поляризации с точки зрения диффузионного массопереноса или переноса заряда, тем самым влияя на отрицательный потенциал и отрицательную реакцию.
4. Энергия активации: энергией активации, которую сольватированным ионам лития необходимо преодолеть при диффузии электролита, можно пренебречь, в то время как энергия активации, которую сольватированным ионам лития необходимо преодолеть в процессе десольватации, диффузии через мембрану SEI и переноса заряда, является самой высокой. По мере продвижения процесса зарядки количество Li +, внедренного в отрицательный электрод, постепенно увеличивается, энергия активации, которую необходимо преодолеть, когда Li + диффундирует в отрицательный активный материал, увеличивается, и диффузия в твердой фазе становится более сложной.
5. Температура: согласно формуле Аррениуса, когда батарея циркулирует при низкой температуре, реакция выделения лития имеет большую скорость реакции, чем процесс интеркаляции лития, то есть отрицательный электрод более склонен к реакции выделения лития при низкой температуре. Это было подтверждено экспериментальным наблюдением, что отрицательный потенциал графита более отрицательный при низкой температуре. Кроме того, перенос заряда и твердофазная диффузия медленнее при низкой температуре, и скорость реакции между металлическим литием, осажденным на поверхности отрицательного электрода, и электролитом также будет снижаться.
6. Скорость зарядки: Скорость зарядного тока определяет поток ионов лития на материале отрицательного электрода на единицу площади. Когда процесс твердофазной диффузии Li + в отрицательном электроде идет медленно (например, когда температура слишком низкая, состояние заряда высокое или диффузия Li + в материале требует преодоления большой энергии активации ), а плотность зарядного тока слишком высока, реакция выделения лития будет происходить на поверхности отрицательного электрода. Когда другие условия остаются неизменными и плотность тока увеличивается до определенного порога, отрицательный потенциал становится отрицательным, что сопровождается началом реакции выделения лития.
7. Другие: Происходит ли реакция выделения лития на поверхности отрицательного электрода, определяется тремя факторами: скоростью зарядки, температурой и состоянием заряда. Например: (1) зарядка при низкой температуре не означает, что на отрицательном электроде будет происходить реакция выделения лития. Реакция выделения лития происходит только тогда, когда состояние заряда и / или плотности тока превышает определенный порог. (2) В процессе зарядки литий-ионного аккумулятора, если используется более высокая плотность зарядного тока, когда состояние заряда низкое, и более низкая плотность зарядного тока, когда состояние заряда высокое, реакция выделения лития может быть эффективно подавляется.
Заключение:
Чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего приложения, E
verExceed инженеры-исследователи и разработчики работают днем и ночью, чтобы исследовать и проектировать современное состояние
Литий-железо-фосфатные батареи с идеальными параметрами зарядки и разрядки. Так что выберите EverExceed в качестве своего бренда для полной надежности.
