ग्रेफाइट एनोड डेलिथिनेस असमान घटना

बहुत लिथियम आयन बैटरी परिवेश के तापमान की स्थिति के प्रदर्शन से प्रभावित, कम तापमान पर, ली + प्रसार गतिकी की स्थिति खराब प्रदर्शन गिरावट में जिसके परिणामस्वरूप, -10 ℃ 1C मुक्ति क्षमता पर जैसे NMC / 18650 ग्रेफाइट 20% की कमी हुई किया गया था, 1C -20 ℃ पर मुक्ति क्षमता में 30% कमी। मुख्य रूप से ली + ली + के प्रसार दर पर लिथियम आयन बैटरी की कम तापमान के प्रदर्शन को प्रभावित, उदाहरण के लिए, कम तापमान पर प्रसार की एक धीमी दर, प्रभारी वर्तमान बहुत बड़ी यह पूरा हो ली में परिणाम नहीं हो सकता है अगर नकारात्मक इलेक्ट्रोड में एम्बेड, जिससे ली की सतह पर एक चढ़ाना परत के गठन, एक लिथियम आयन बैटरी क्षमता और नीचे तेजी से गिरावट सुरक्षा के मुद्दों, एक ही कम तापमान लिथियम आयन बैटरी के निर्वहन दर क्षमता भी काफी प्रभावित निर्माण करने के लिए हो जाती है।

प्रदर्शन में गहराई से अध्ययन के अलग अलग तापमान पर अपनी गतिशील विशेषताओं पर लिथियम आयन बैटरी के लिए आवश्यक सुधार करने के लिए, पारंपरिक इस बंद व्यवस्था की लिथियम आयन बैटरी और उसके प्रतिक्रिया प्रक्रिया वास्तविक समय के भीतर के लिए, अध्ययन सीमित शर्तों के लिए प्रतिबंधित मुश्किल सीटू का पता लगाने प्रौद्योगिकी में प्रगति, विशेष रूप से अधिक संवेदनशील ली-सीटू न्यूट्रॉन विवर्तन के विकास के लिए साथ हाल के वर्षों में अनुसंधान हमारे लिए लिथियम आयन बैटरी के आंतरिक प्रतिक्रिया तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक बहुत शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है।

हाल ही में, म्यूनिख, जर्मनी, के VeronikaZinth तकनीकी विश्वविद्यालय ईसाई वॉन Lüders एट अल सीटू न्यूट्रॉन विवर्तन लिथियम आयन बैटरी निर्वहन के दौरान अध्ययन किया गया है, अलग अलग निर्वहन दर प्रकट ग्रेफाइट नकारात्मक चरण में बदलाव के भीतर एक समान नहीं है और ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के तापमान पर परिवेश के तापमान के प्रभाव को।

, अनुसंधान वस्तु के रूप में वाणिज्यिक NMC / 18650 ग्रेफाइट का उपयोग कर 25 डिग्री पर VeronikaZinth प्रयोग।] बैटरी की क्षमता सी नकारात्मक चरण के सी / 2 निर्वहन दर में परिवर्तन के रूप में कमरे के तापमान पर एक समय में 1950mAh / जी के बारे में है। अंजीर। न्यूट्रॉन विवर्तन पैटर्न से पर बैटरी से भरा आरोप लगाया राज्य में, देख सकते हैं, नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्रेफाइट मुख्य चरण LiC6 हैं, और LiC12 की थोड़ी मात्रा, इस समय लिथियम अनुपात निर्वहन प्रक्रिया में 91% ग्रेफाइट था, ली भ्रंश के साथ, LiC6 अनुपात धीरे-धीरे कम हो जाती है, धीरे-धीरे अनुपात LiC12 बढ़ जाती है। जब लगभग 40% मुक्ति की गहराई, विवर्तन शिखर LiC12 धीरे-धीरे गति की दिशा की ओर छोटे, और दो चरण, Li1-XC18 का एक और कम ली सामग्री की उपस्थिति और Li1-XC54। अंजीर ख नकारात्मक इलेक्ट्रोड के चरण परिवर्तन जब 1C निर्वहन दर 1C पर कम क्षमता बैटरी निर्वहन के कारण, अंजीर ख से देखा जा सकता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड इस प्रकार ली सामग्री अपेक्षाकृत अधिक है, तो विवर्तन LiC12 कई चोटियों बाईं ओर स्थानांतरित कर दिया नहीं कर रहे हैं उपरोक्त डेटा से देखा जा सकता है, पूरी तरह से छुट्टी दे दी सी / 2 दर से अलग है, और 1C, ग्रेफाइट नकारात्मक चरण की बहुलता घटना मिलाया गया दिखाई दिया।

नीचे दिए गए चित्र निर्वहन चरण के दौरान ग्रेफाइट एनोड के पूरे में बदलाव को दर्शाता है, आंकड़े से देखा जा सकता है निर्वहन प्रक्रिया में, कम हो रही एकाग्रता LiC6, LiC12 में, अन्य चरण ली तो कम सांद्रता शुरू किया वृद्धि हुई है। हम भी यह आंकड़ा चरण के निर्वहन दर पर ग्रेफाइट नकारात्मक प्रभाव से उल्लेख किया है 1C दर से, एकाग्रता LiC12 एनोड हमेशा सी / 2 दर से कम होना चाहिए, जबकि ली Li1-XC18 और Li1-XC54 की कम मात्रा यह भी पहले हो जब 1C मुक्ति है, जो पता चलता है कि एक बड़े स्मृति ग्रेफाइट एनोड और उच्च वर्तमान में लिथियम तेजी से मुक्ति की सघनता अनुपात में असमता।

इलेक्ट्रोड में सामान्य, इस तरह के गैर uniformities में, एक उपयुक्त आराम से, ताकि ली ग्रेफाइट में दूर तक फैला हुआ है, गैर एकरूपता कम करने के लिए। निम्न चित्र निर्वहन अंत पता चलता है, बैटरी नकारात्मक चरण में बदलाव के दौरान छोड़ दिया है, हो सकता है देखने के आराम चरण की प्रक्रिया में परिवर्तन अभी भी बहुत बड़ा है, विशेष रूप से बैटरी की 1C दर निर्वहन आराम के बाद। सबसे बड़ा परिवर्तन पिछले 10min के दौरान मुख्य रूप से हुआ, इस प्रक्रिया में बड़े बदलाव कर रहे हैं 20min (सी / 2 दर) और 40min ( 1C दर) d = 3.4731, इसी परिसर LiC18-LiC36 एनोड या LiC26-LiC36, या दो चरणों के मिश्रण में एक नकारात्मक विवर्तन चरम पर समाप्त होता है। बैटरी के 1C निर्वहन दर है, जबकि कम सी / 2 निर्वहन दर साई के आसपास d = 3.4340, इसी परिसर LiC36-LiC72 एनोड और LiC54-LiC85 बैटरी विवर्तन शिखर।

नीचे विभिन्न मुक्ति दरों अंजीर चरण में बदलाव पर ग्रेफाइट एनोड पता चलता है, आंकड़ा, जब की बाहर निकालना ली + ली + गति Ve ग्रेफाइट वी डी में प्रसार वेग (छोटे दर मुक्ति) की तुलना में कम है, तो ग्रेफाइट है से देखा जा सकता एनोड हमेशा संतुलित किया जाना चाहिए, ताकि विवर्तन पैटर्न एक सिंगल फेज विवर्तन शिखर दो चरण एक समय में होना में देखा जाना चाहिए, इस मामले में अगर Ve अधिक है वी डी से, ग्रेफाइट कणों के अंदर कण गठन अमीर की ली इंटीरियर की एकाग्रता ढाल के रूप में लिथियम कोर, बाहरी आवास लिथियम का गठन दुबला,, सी / 2 दर और 1C पर जो सभी के एक साथ देखा गया था पूरा करने के लिए, और केवल बाद पर्याप्त आराम से ऊपर प्रयोगों में देखा गायब हो, नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्रेफाइट है विभिन्न चरणों के साथ होना, साबित कर दिया + ली desorption दर ग्रेफाइट में ली + के प्रसार दर से अधिक है, और इसलिए कुछ समय के बाद मुक्ति कण अंदर संतुलन में टिकी हुई है की जरूरत है।

नीचे -20 ℃ नकारात्मक चरण में बदलाव के सी / 10 निर्वहन दर पता चलता है, छुट्टी के समय 0.71Ah चार अलग-अलग चरणों (LiC6, LiC12, Li1-XC18 और Li1-XC54) में दिखाई दिया पर देखा जा सकता है जो एक कम तापमान पर ग्रेफाइट एनोड में असमता से पता चला है, सामान्य तापमान से अधिक गंभीर है, जबकि कम तापमान परीक्षण 1505.8mAh (सी / 10 प्रवाह प्रक्रिया में बैटरी की क्षमता केवल केवल 1209.6mAh / जी की एक निरंतर वोल्टेज, निरंतर वर्तमान निर्वहन क्षमता शामिल ) कमरे के तापमान 2002.6mAh (सी / 30 दर लगातार चालू और लगातार निर्वहन) क्षमता से काफी कम था।

कम चित्र को आराम कर ग्रेफाइट नकारात्मक चरण में बदलाव के दौरान कम निर्वहन से पता चलता करने के बाद, गतिशील स्थिति की गिरावट की वजह से कम तापमान पर, आंकड़े से देखा जा सकता है, ग्रेफाइट एनोड के चरण परिवर्तन छवि से कमरे के तापमान पर काफी धीमी थी। बाकी 11h के बाद भी, भीतरी ग्रेफाइट एनोड अभी भी संतुलन तक पहुँच नहीं देखा जा सकता है। लिथियम आयन पर्याप्त शेल्फ़ के बिना कम तापमान पर इस्तेमाल किया बैटरी, लिथियम आयन बैटरी क्षमता नुकसान और अन्य समस्याओं का कारण बन सकता है।

एक लिथियम आयन बैटरी का प्रदर्शन काफी हद तक गतिशील स्थिति से प्रभावित होता है, दोनों अध्ययनों से पता चलता VeronikaZinth सी / 2 निर्वहन दर 1C था, ग्रेफाइट में ली प्रसार दर को पार कर लिया है, और इसलिए प्रवाह प्रक्रिया ग्रेफाइट होगा ली सघनता अनुपात नकारात्मक इलेक्ट्रोड के अंदर उत्पन्न होता है, और उत्पन्न नकारात्मक इलेक्ट्रोड की अधिकता एक ग्रेफाइट चरण था, बाकी की अवधि ग्रेफाइट एनोड में संतुलन सुनिश्चित करने के बाद होना चाहिए। कम तापमान, लिथियम आयन गतिज स्थिति खराब होती है, इसलिए प्रवाह प्रक्रिया में ग्रेफाइट एनोड असंतुलन अधिक गंभीर है, निर्वहन समय भी विस्तारित करने के लिए स्थाई होना चाहिए, ताकि नकारात्मक ग्रेफाइट के भीतर संतुलन सुनिश्चित किया जा सके।