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Matériau de la batterie au lithium-ion active positive et négative est une matière particulaire, les électrodes internes d'une batterie lithium-ion il y a beaucoup de flexion canaux minuscules, des ions lithium qui sortent du côté de l'électrode pendant la charge et la décharge, l'électrode de diffusion au voisinage de l'autre côté , diffusé à partir de l'électrode interne au trajet tortueux, et ensuite mis à réagir avec les particules de matériau actif, incorporé dans les particules de matériau actif, cette caractéristique a conduit au processus de charge-décharge en raison des limitations du taux de diffusion de la polarisation de concentration Li + est généré, ce qui entraîne des électrodes de lithium distribuées dans tout l'intérieur du procédé ne sont pas uniformes, en particulier pour l'électrode positive, en raison de la faible conductivité du matériau d'électrode positive, le lithium plus facile de sorte que le phénomène de portions irrégulières mauvais contact des particules se produit. ce qui provoque les particules de l'électrode positive localement différent du SoC, il va produire à l'intérieur des particules plus grande contrainte, ce qui conduit à la rupture des particules, la perte de la portion de matériau actif connecté à un réseau conducteur, et un oxyde d'élément de métal de transition dissous électrolyte d'autres problèmes, comme la chute de la capacité de la batterie se produit un déclin irréversible .
En général, afin de réduire le problème de lithium matériau actif incorporé à l'intérieur de cette non-uniforme, le temps de repos après, il sera possible de prolonger la charge de la batterie, l'équilibre interne du souhaité à travers cette électrode locale pour éliminer le phénomène de SoC inégale, Cependant, William E. recherche Gand a constaté que même après être resté debout après 170h, et un diamètre de la NMC inégalité à l'intérieur des particules secondaires de Li 1-3um encore jusqu'à 10%, trop élevé SoC locaux , il va conduire à plus de charge, la défaillance partielle de l'accélération, de sorte que la capacité du matériau diminue. de plus, le vieillissement de la batterie aura une plus grande influence sur la distribution de Li à l'intérieur de la batterie au lithium-ion, l'étude montre que la batterie MJ Mühlbauer vieillissement, non seulement la batterie interne ayant une activité de ressource en diminution Li, de telle sorte que également la distribution de Li à l'intérieur de la batterie au lithium-ion a également eu une grande irrégularité, la partie d'électrode de la languette près de la forte concentration de Li, loin du pôle Position concentration inférieure Li de l'oreille, qui peut être due à la répartition inégale du courant et de l'électrolyte provoquée par un mouillage insuffisant.
De ces études, nous pouvons voir, refuser de décharger la batterie lithium-ion doit être accompagnée de l'apparition d'une répartition inégale de Li, afin d'étudier la distribution de Li dans les batteries lithium-ion, ont été mis au point une variété de méthodes, est la plus simple la cellule a été démonté, s'il y avait une analyse de lithium partielle sur les pièces polaires de l'observation visuelle, en utilisant le profil d'analyse EDS élément Li sur la pièce polaire, chose légèrement plus complexe consiste à adopter des moyens de diffraction de neutrons, la batterie lithium-ion essais non destructifs, analyse de Li la distribution à l'intérieur d'une batterie lithium-ion. University of Wisconsin et de la Shuyu Fang et al conçu un procédé de spectroscopie Raman en utilisant l'irrégularité de lithium électrode de batterie au lithium-ion considéré.
Afin de mesurer le spectre Raman des conditions optiques pour répondre à la demande, Shuyu Fang et al. 2032 SS à l'aide d'une pile bouton de la batterie qui peut être conçu pour détecter la couverture du spectre Raman. De la batterie Bouton a ouvert un trou de 1/8 de pied, de MgO a été couvert, et a été scellée en utilisant une résine époxy, une fenêtre de faisceau d'électrons sur la couche de dépôt de MgO épais de 300 nm Al en tant que collecteur d'électrode positive (non MgO microporeuse 2mm fenêtre centrale de dépôt en phase vapeur Al), puis cette couche est appliquée sur le matériau de la couche NMC532 Al, la quantité de revêtement 12-18mg / cm2, la structure de la batterie montrée ci-dessous
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Les propriétés électrochimiques de la cellule d'essai indiqués ci-dessous, à partir des résultats, le rendement électrochimique d'une performance électrochimique à travers la cellule de pièce conçu pile bouton ordinaire ne sont pas significativement différentes.
Ou avec l'intercalation de prolapsus Li, MO clé cause vibration est modifiée, la force et la fréquence varient en fonction du degré de spectres Raman des changements importants d'insertion lithium NMC se produire Shuyu Fang NMC à tirer dans différents état de charge Le spectre de l'homme a été mesuré, les résultats de la mesure sont indiqués ci-dessous.
Les données spectrales de Raman, les électrodes Shuyu Fang NMC de l'état de 35'35um de lithium (SoC) ont été analysés afin d'analyser l'état de particules de lithium NMC, Shuyu Fang concentré au voisinage de 595 / cm pic A1g, que la tension monte matériau NMC de 2,3V à 4,2V, l'intensité du pic A1g diminué progressivement, lorsque le potentiel de la matière NMC vers le bas à 3.16V, l'intensité du pic A1g augmente à nouveau, il peut être basé sur l'intensité du pic de la A1g NMC particules de lithium de l'état a été analysée. la figure est on peut le voir sur la figure, que la variation de potentiel NMC, le champ de vision des trois particules # 1, # 2 et # 3 est monté en conformité avec le plan de l'intensité de pic A1g état est également modifiée avec du lithium, lorsque le matériau de la batterie tombe à nouveau NMC 3.16V, 1 # 2 # et des particules d'état lithium ont été restaurés, mais l'état lithium # 3 particules ne sont pas remis à l'état initial, ce qui indique que Les Particules de Li Part 3 ne sont pas retournées à l'intérieur des particules, ce qui est aussi un signe de dégradation du matériau.
Etant donné que l'intensité du pic de la réflectance spectrale Raman affectée par des facteurs tels que la forme des particules, la position, etc., de sorte que le lithium de l'état ci-dessus de simples données d'intensité de pic A1G ne peuvent pas être des particules avec précision réactifs, par Shuyu Fang ont été ajustées aux données , l'appariement et le calcul pour obtenir une analyse plus précise des matériaux NMC résultats pour SoC topique, comme indiqué ci-dessous. les résultats montrent qu'il y a une grande irrégularité puis insérer au cours de lithium, par exemple, des particules n ° 1, à 3.88V , Le pic A1g dans la plupart des particules est proche de 540 / cm, mais la région supérieure est d'environ 590 / cm, ce qui indique le retard d'insertion du lithium dans cette région.Le suivi des particules 1 et 3 montre que lorsque 3 lorsque les particules atteignent une 3.84V # 1 # particules a atteint 4.01V, 0.2V différence de potentiel indique que dans le procédé de lithium, il y a une irrégularité significative entre les particules, et ceci est susceptible d'entraîner une non-uniformité La surcharge des particules locales ou la surexploitation provoquent la décroissance de la capacité.
La recherche de Shuyu Fang montre la plaque d'électrode de batterie de lithium-ion de déséquilibre de lithium est non seulement produite à l'échelle macro, a également eu lieu à l'échelle microscopique, les différentes parties d'une matière active particules et différentes particules de matériau actif sont plus grandes De l'inhomogénéité intégrée au lithium, cette non-uniformité entraînera une sur-décharge partielle des particules, entraînant une perte irréversible de la capacité de la batterie.
