Une batterie au lithium-ion en raison de la haute tension de fonctionnement a dépassé la fenêtre de tension électrochimiquement stable en solution aqueuse d'électrolyte, ainsi que la grande majorité des batteries au lithium-ion sont des systèmes de solvants organiques. Pour réduire l'effet de l'humidité sur les batteries lithium-ion, batteries lithium-ion nous avons adopté la conception d'étanchéité, ce qui augmente la difficulté du produit objectif de réaction de la batterie au lithium-ion à l'intérieur de l'étude, la plupart des études donc plus mécanisme de réaction pour la batterie au lithium-ion après que la batterie est disséqué au cours des dernières années avec les progrès de la technologie d'analyse, nous donne un outil puissant pour étudier le mécanisme de réaction de la batterie au lithium-ion à l'intérieur, par exemple, a récemment remporté le prix Nobel de chimie technologie cryo pour nous aider dans le cristal de la formation Li dendritique et processus de croissance Avec une nouvelle compréhension des changements structurels, les progrès de la technologie nous ont permis d'atteindre des zones jamais vues auparavant, et la diffraction des neutrons est un outil si puissant.
La diffraction de neutrons en utilisant un matériau différent pour protection contre le rayonnement neutronique de techniques différentes pour l'analyse de la matière, avec un fort rayonnement neutronique pouvoir de pénétration, on peut, sans compromettre la structure de la batterie au lithium-ion l'analyse in situ de la batterie au lithium-ion interne Li de la distribution de Helmholtz Institut allemand pour le stockage de l'énergie chimique (le HIU) et de l'Institut de technologie, Karlsruhe MJ Mühlbauer et en utilisant la baisse de la diffraction des neutrons vers les ressources de la cellule de batterie Li effet de la distribution ont été étudiés, nous avons constaté que le vieillissement de la batterie, non seulement les ressources de la batterie disponible pour réduire la Li, Li dans la direction du diamètre de la batterie est également un phénomène plus important de la répartition inégale.
Par diffraction de neutrons Université Tatung, Taiwan Po-Han Lee et d'autres à la baisse vers le bas mécanisme 18650 batterie au lithium-ion pendant le stockage ont été étudiés et a constaté que la batterie au lithium-ion à 75% SoC en raison de l'activité de Li, NMC et LMO, etc. perte de matière active, entraînant une diminution de la capacité de la baisse la plus grave, suivi de 100% SoC de la batterie car l'électrode négative matière active OVM et des pertes et des pertes de actifs Li, et NMC substances actives, de sorte qu'il est plus élevé que la baisse des capacités en baisse 50% de la batterie de stockage SoC.
En général, nous pensons que la batterie au lithium-ion baisse vers le bas au cours du stockage de trois mécanismes principaux: 1) une perte d'activité Li, stockées au cours de la réaction latérale continue entre une solution électrolytique positive et négative consommation sera constamment actif Li , entraînant une diminution de la capacité réduite, mais plus l'état de charge de la batterie de stockage, plus la température, la perte de capacité résultant plus grave, nous choisissons généralement un état plus faible dans le SoC de la batterie au lithium-ion pendant le stockage et des températures plus basses. 2) la perte de matière active positive et négative, une batterie au lithium-ion stocké dans le processus étant donné que les changements positifs et négatifs de la structure, ce qui entraîne une partie des particules de matériau actif dans l'électrode de contact avec le point du réseau, de telle sorte que entraînant la perte de substance active, qui fait partie des facteurs complexes, mais en général réduire l'incidence des effets secondaires peut aider à réduire la perte de ces substances actives. 3) la dernière raison est la batterie de stockage accrue résistance interne causée principalement Parce que les batteries lithium-ion dans le processus de stockage continuera à produire des effets secondaires, entraînant une perte de matière active, SEI a continué de croître, ce qui conduit à la résistance de la batterie a continué d'augmenter Effet capacité de décharge de la batterie sous un courant important.
La diffraction neutronique en utilisant Po-Han Lee peut nous aider à comprendre la gravité spécifique des trois raisons occupées dans la capacité de stockage de la batterie baisse au lithium-ion vers le bas pour nous aider à mieux concevoir ciblée. d'étude Lee Po-Han le pôle positif de la batterie utilisée iNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC532) et Li1.1Mn1.9O4 (LMO) de système mixte, une électrode négative utilisant un matériau de graphite, la capacité de la batterie est 2,2 Ah. ces cellules sont déchargées à différentes profondeurs de décharge le DOD, puis magasin 1, 2, 4, 6 mois à 60 ℃.
La figure ci-dessous montre la profondeur de décharge de la batterie DOD différente capacité résiduelle après stockage à des moments différents, on peut le voir au bout de six mois de stockage, la profondeur de décharge est de 0%, le taux de perte de capacité de 25%, 50% et 75% respectivement de la cellule 9,7%, 17,2%, 7,3% et 0,9%, tandis que 50% DOD de stockage de batterie pendant 6 mois à 25 ° C, la perte de capacité est de 1%. à partir des résultats on peut voir que la profondeur de DOD de décharge de la capacité de stockage de la batterie ayant une défaillance réduite effet significatif, 75% DOD de la batterie au cours de la baisse de la capacité de stockage sur le moins, la même température est un facteur important affectant la chute de la baisse de la capacité de stockage de la batterie au lithium-ion, à 25 deg.] C, la diminution de la capacité de la batterie au lithium-ion jusqu'à significativement plus faible à 60 deg.] accumulateur C.
Afin d'analyser le mécanisme de l'analyse déclin de la batterie au lithium-ion vers le bas à haute température et haute SoC, Po-Han Lee SoC différent état de la batterie de stockage ICP (augmentation de la capacité), les résultats ci-dessous. ICP Chaque courbe la réaction représente un pic peut être vu à partir de. la figure 25 ℃ DOD de 50% et stocké à 60 °.] C à 100% DOD de la batterie d'accumulateurs après 1, 2, 4 et 6 mois après l'ICP aucun changement significatif de la courbe, montrer des réactions secondaires au cours du stockage à l'intérieur de la batterie au lithium-ion est relativement faible.
Nous pouvons voir c sur la Fig. 75% DOD (25% SoC) de la batterie de stockage après un mois à 60 °.] C, le pic 3.47V est décalée vers la tension la plus élevée dans le même temps, l'intensité de pic se produit sensiblement 3.63V diminue, ce qui indique que la capacité de la batterie dans le cas où la chute est principalement due à la perte de la diminution de l'activité Li due à la perte, et NMC tandis que d la figure, le pic de 50% DOD (50% SoC) de la batterie à la tension de polarisation de 3.47V à haute déplacer de plus en pointe 3.64V avec l'augmentation du temps de stockage et diminue progressivement au cours du stockage, ce qui indique que, par rapport à 75% DOD (25% SoC) de stockage de batterie, 50% DOD (50% SoC) stockée dans la batterie lors de la perte actif Li et NMC à un peu plus. nous avons observé les mêmes 25% DOD (75% SoC) et la perte de l'activité de la perte NMC Li devrait être nettement inférieur au DOD 50% (50% SoC ) batteries plus graves, à pic 3.93V déplacé à une tension plus élevée, la description de l'émergence d'une perte importante de la matière active LMO. la figure comparer e et f la figure suivante, nous trouvons 0% DOD (100% SoC Li et l'activité de la perte NMC) qui sont stockés dans la batterie en fait plus de 25% DOD (75% SoC) qui sont stockés dans les batteries sont plus petits, les facteurs actuels à l'origine de ce phénomène ne sait pas.
Avec l'aide de la diffraction de neutrons à haute résolution, Po-Han Lee dans un état complètement chargé et un état complètement déchargé de l'analyse in situ, les résultats indiqués ci-dessous, on peut voir que l'état chargé, l'OVM un cristal valeur et une valeur et la valeur de c et de cristaux CNG sont presque toujours une nouvelle batterie, mais dans un état complètement déchargé, et NMC valeur LMO est inférieure à la valeur d'une nouvelle batterie, mais le matériau a la valeur c supérieure à la nouvelle batterie NMC (perte de Li active), une valeur LMO matériau diminue principalement parce que la perte de la matière active est dissoute Mn2 + élément LMO due à un stockage à potentiel plus élevé provoqué.
Po-Han Lee changements de structure de réseau en fonction du changement de la profondeur de décharge des résultats différents de diffraction de neutrons obtenu matériau d'électrode positive de la batterie et la teneur totale en Li, peut être vu à partir de la table 25% DOD (75% SoC) de la batterie au cours du stockage Li et perte d'activité des plus graves NMC et LMO perte plus grave. dans le 0% DOD (100% SoC) de la batterie tombe dans une pire valeur stockée matériel AMT, ce qui signifie que pendant le stockage des OVM la perte la plus grave de matériel, et Li, et la perte de l'activité NMC après 25% DOD (75% SoC) de la batterie.
Pour vérifier cette conclusion, la diffraction des neutrons Po-Han Lee en utilisant un matériau d'électrode négative du matériau à changement de phase ont été analysés dans une batterie au lithium-ion pendant la charge et la décharge, les résultats présentés ci-dessous. Li processus de charge sera libéré de l'électrode positive, le noyées l'électrode négative, l'électrode négative peut être analysé et le nombre de phases LiC12 LiC6 déduit la perte de Li, sur la base des résultats de la diffraction des neutrons peut être vu, la perte de Li 25% DOD (75% SoC) de la batterie stocké dans la plus grave, tandis que 2q = 87 et le changement de phase de 90 degrés peut être utilisée pour déduire la perte de l'électrode négative de matière active, les batteries au lithium-ion peut être vu pendant le stockage sera confronté à une perte de matériau actif d'électrode négative, en particulier 0% DOD (100% SoC) de la cathode de la batterie des dommages de matériau actif est la plus sévère.
La recherche de Po-Han Lee montre que les facteurs les plus influents sur la performance de stockage des batteries lithium-ion sont la température, l'état de charge de la batterie, par exemple, le même état de 50Co et la perte de capacité à 25 ° C pendant 6 mois Jusqu'à 3,9% à 60 ° C. L'état de charge de la batterie a également un effet significatif sur la performance de stockage de la batterie, avec une perte maximale de capacité de 17,2% à 75% SoC, suivi de 100% SoC et une perte de capacité de 9,7 % (Le mécanisme responsable de ce phénomène nécessite une étude plus approfondie.) Avec l'aide de la technologie de diffraction des neutrons, comprenons mieux le mécanisme de la dégradation de la capacité.Les batteries stockées dans 75% de SoC ont Li et NMC actif Des pertes sont les plus graves, conduisant directement à la plus grande baisse de capacité, et la batterie de stockage 100% SoC, matériau LMO et matériau actif négatif pendant la perte de stockage est la plus grave, donc la perte de capacité est la deuxième , Alors que le stockage à des températures plus basses et à des SOC plus faibles offre une meilleure performance de stockage en raison de la perte de matière active moins.
