Stark von der Leistung der Lithiumionen-Batterie Bedingungen der Umgebungstemperatur, bei tiefen Temperaturen, Li + Diffusionskinetik Bedingungen verschlechtern, zu einer Leistungsverschlechterung führt, z.B. NMC / 18650 Graphit bei -10 ℃ 1C Entladekapazität wurde um 20% verringert, 30% ige Abnahme der Entladekapazität bei 1C -20 ℃. beeinflusst Leistung bei niedrigeren Temperaturen der Lithium-Ionen-Batterie in erster Linie auf der Diffusionsgeschwindigkeit von Li +, Li +, beispielsweise eine langsameren Diffusionsgeschwindigkeit bei niedriger Temperatur, wenn der Ladestrom zu groß ist es nicht vollständig Li führen in die negative Elektrode eingebettet ist, wodurch eine Plattierungsschicht auf der Oberfläche eines Li bildet, in einer Lithium-Ionen-Batteriekapazität und rasche Abnahme resultierenden unten Sicherheitsfragen zu erzeugen, das gleiche auch stark beeinflusst von Lithium-Ionen-Batterien Ratenfähigkeit Entladung bei niedriger Temperatur.
Um die Leistung zu verbessern erforderlich der Lithium-Ionen-Batterie auf seinen dynamischen Eigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen der eingehenden Studie beschränkte konventionell begrenzte Bedingungen untersucht, schwierig für die Lithium-Ionen-Batterie dieses geschlossenen Systems und dessen Reaktionsprozess innerhalb der Echtzeit In den letzten Jahren haben wir mit der Entwicklung der In-situ-Detektionstechnologie, insbesondere der empfindlicheren In-situ-Neutronenbeugungstechnologie für Li, ein sehr leistungsfähiges Werkzeug zur Untersuchung des internen Reaktionsmechanismus von Li-Ionen-Batterien entwickelt.
Vor kurzem VeronikaZinth Technische Universität München, Deutschland, Christian von Lüders et al situ Neutronendiffraktion Lithium-Ionen-Batterien wurde während des Entladens untersucht nicht gleichmäßig innerhalb der Graphit negativer Phasenwechsel, unterschiedliche Entladungsrate zeigen und Umgebungstemperatur auf die Temperatur von Graphit negative Auswirkungen auf Objekte.
VeronikaZinth Experiment unter Verwendung von kommerzieller NMC / 18650 Graphit als Forschungsobjekt, bei 25 deg.] C die Kapazität der Batterie ist etwa 1950mAh / g Fig. Zu einem Zeitpunkt, bei Raumtemperatur als eine Änderung der C / 2-Ausstoßrate der negativen Phase. Von Neutronenbeugungsmustern auf, bei voll geladenem Zustand der Batterie sehen kann, wird die negative Elektrode Graphit Hauptphasen sind LiC6, und geringe Mengen an LiC12, zu diesem Zeitpunkt Lithium-Verhältnis betrug 91% Graphit in dem Entladungsprozess, mit Li prolaps, LiC6 Verhältnis allmählich abnimmt, der Anteil allmählich LiC12 erhöht. bei etwa 40% Entladungstiefe, die Peak-Beugungs LiC12 allmählich kleiner in Richtung auf die Richtung der Bewegung, und das Auftreten eines weiteren niedrigeren Li-Gehalt der beiden Phasen, Li1-XC18 und Li1-XC54 Fig. b die Phasenänderung der negativen Elektrode ist, wenn 1C Entladungsrate aus Fig b zu erkennen ist, aufgrund der geringen Kapazität bei 1C Entladen der Batterie, die negative Elektrode so der Li-Gehalt relativ hoch ist, so dass die Beugungs LiC12 viele Spitzen werden nicht nach links verschoben, kann aus den obigen Daten, die sie von der vollständig entladen C / 2-Rate zu sehen ist, und 1C ist eine Vielzahl von Graphit-negativer Phase erschien Phänomene wurden vermischt.
Die folgende Abbildung zeigt die Veränderung in der Gesamtheit der Graphitanode während der Entladungsphase kann in dem Entladungsprozess aus der Figur zu sehen ist, die abnehmende Konzentration LiC6, in LiC12, dann geringere Konzentrationen der anderen Phase Li begannen Erhöhung. haben wir auch aus der Figur der Graphit negativen Einfluss auf die Ausstoßrate der Phase, bei 1C Rate, Konzentration LiC12 Anode sollte immer niedriger als der C / 2-Rate, während niedrige Konzentrationen von Li Li1-XC18 und Li1-XC54 merkt auch dann auftreten, wenn zuvor 1C Entladung, die bei hohem Strom in dem Konzentrationsgradienten von Lithium schnellen Entladung, die eine großen Speichergraphitanode und Unebenheiten zeigen.
Im allgemeinen werden solche Ungleichmäßigkeiten in der Elektrode, durch eine geeignete Ruhe, so dass Li in dem Graphit diffundiert wird, eine Ungleichförmigkeit zu verringern. Die folgende Abbildung zeigt das Abgabeende, wird die Batterie während der negativen Phasenänderung verlassen wird, kann sein siehe die Änderung in der Ruhephase Prozess immer noch sehr groß, vor allem nach Ruhe 1C Rate Entladung der Batterie. größte Veränderungen traten vor allem während der letzten 10 Minuten, größere Veränderungen in dem Prozess sind 20min (C / 2-Rate) und 40min ( 1C Rate) endet. 1C Entladerate der Batterie bei einem negativen Beugungspeaks bei d = 3,4731, die entsprechende Verbindung LiC18-LiC36 Anode oder LiC26-LiC36 oder das Mischen der beiden Phasen, der untere C / 2 Entladerate Der Beugungspeak der Batterie d = etwa 3,4340, die entsprechenden negativen Verbindungen LiC36-LiC72 und LiC54-LiC85.
Im Folgenden zeigt die Graphitanode bei verschiedenen Entladungsraten Fig Phasenänderung, aus der Figur werden kann, zu sehen, wenn die Geschwindigkeit des Extrudierens Li + Li + Ve kleiner ist als die Geschwindigkeit der Diffusion in Graphit Vd (kleine Entladungsrate), dann Graphit Anode sollte immer ausgeglichen werden, so dass das Beugungsmuster sollte in einer einphasigen Diffraktionspeak zwei Phasen koexistieren, in dem Fall beobachtet werden, wenn Ve grßer als Vd, die im Innern der Graphitteilchen einen Konzentrationsgradienten von Li Innern der Partikelbildung reichen bilden Lithium-Kern, wobei das äußere Gehäuse aus Lithium gebildet lean, die alle gleichzeitig beobachtet wurden, zu erfüllen, und erst nach einer ausreichenden Ruhe in den obigen Experimenten ersichtlich, verschwinden, um C / 2-Rate und 1C, die negative Elektrode Graphit verschiedenen Phasen koexistieren, erwies + Li Desorptionsrate sind höher als die Diffusionsrate von Li + in Graphit, und benötigt daher eine gewisse Zeit, nachdem die Entladung im Gleichgewicht im Inneren des Partikels liegt.
-20 ℃ unten zeigt die C / 10 Entladungsrate der negativen Phasenänderung, kann zum Zeitpunkt der Entladung gesehen werden 0.71Ah in vier verschiedenen Phasen erschienen (LiC6, LiC12, Li1-XC18 und Li1-XC54), das bei einer niedrigen Temperatur Ungleichmäßigkeit in der Graphitanode zeigte, ist schwerwiegender als die Normaltemperatur, während die Batteriekapazität bei niedriger Temperatur Test 1505.8mAh (C / 10 Entladevorgang lediglich nur einen konstante Spannung, konstanter Strom Entladekapazität 1209.6mAh / g aufweist, ) War deutlich niedriger als bei Raumtemperatur 2002.6mAh (C / 30 Rate konstanter Strom und konstante Entladung) Kapazität.
Nach einer Ruhepause während der Graphits negativen Phasenänderung an dem unteren Bild, um die niedrigen Entladungs zeigt, kann zu einer Verschlechterung der dynamischen Bedingungen durch bei niedriger Temperatur aus der Figur zu sehen ist, war die Phasenänderung des Graphitanode bei Raumtemperatur deutlich langsamer, aus Fig. der Rest kann noch gesehen auch nach 11h, wobei die innere Graphitanode nicht dem Gleichgewicht erreicht werden. Wenn der Lithium-Ionen-Akku bei niedrigeren Temperaturen ohne ausreichende Regale verwendet, den Lithium-Ionen-Batteriekapazitätsverlust und andere Probleme führen kann.
Leistung einer Lithium-Ionen-Akku ist weitgehend durch die dynamischen Bedingungen beeinflusst, zeigen beide Studien VeronikaZinth C / 2 Entladungsrate war 1C, haben die Li Diffusionsrate in Graphit überschritten und damit der Entladevorgang wird Graphit Li Konzentrationsgradienten innerhalb der negativen Elektrode erzeugt wird, und erzeugt eine Vielzahl von der negativen Elektrode eine Graphitphase war, muß nach einer Ruhezeit sein, um das Gleichgewicht in der Graphitanode zu gewährleisten. bei niedriger Temperatur, Lithium-Ionen-kinetische Bedingungen verschlechtern, so dass der Entladevorgang Graphit Anode Unwucht ist ernster, Entladezeit sollte auch verschoben werden, um zu verlängern, um das Gleichgewicht innerhalb der negativen Graphit zu gewährleisten.
