हाल के वर्षों में इलेक्ट्रिक वाहन बाजार का क्रमिक विस्तार के साथ, इलेक्ट्रिक कारों में अधिक से अधिक बार हमारे दैनिक जीवन में प्रकट करने के लिए, के रूप में उत्पाद बारीकी से हमारे जीवन और संपत्ति की सुरक्षा से संबंधित है शुरू किया, इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी की सुरक्षा के विशेष रूप से महत्वपूर्ण है उपयोग में बैटरी की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए कारखाने में पावर बैटरी को पल्ला झुकना, छुट्टी, एक्यूपंक्चर और शॉर्ट सर्किट और अन्य कठोर सुरक्षा परीक्षणों से मिलने के लिए आवश्यक है।
एक लिथियम आयन बैटरी की वर्तमान डिजाइन में, ली बैटरी तत्वों सभी कर रहे हैं, जब चार्ज ली सकारात्मक इलेक्ट्रोड से बाहर आ रही एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड में एम्बेड प्रदान करने के लिए, प्रवाह प्रक्रिया सिर्फ विपरीत है। सामान्य परिस्थितियों में, हम करेंगे एक उचित सीमा के भीतर सकारात्मक नियंत्रण की delithiated राशि, दोनों सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की पूरी क्षमता है, ताकि एक लिथियम आयन बैटरी की सुरक्षा और चक्र जीवन सुनिश्चित करने के लिए सकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचना के पतन के कारण के बिना, लेकिन विशेष मामलों में, जैसे कि बीएमएस क्षति, अप्रिय, आदि लिथियम आयन बैटरी का अधिकतर चार्ज कर सकते हैं, जिससे सुरक्षा समस्याएं और बैटरी प्रदर्शन क्षति हो सकती है।
सामान्य तौर पर हम मानते हैं कि ज्यादा किराया के मामले में, और एक लिथियम आयन बैटरी प्रतिक्रिया के अंदर में पर हो सकता है: 1) इलेक्ट्रोलाइट के अपघटन, सकारात्मक संभावित ज्यादा किराया की वजह से इलेक्ट्रोड वृद्धि करने के लिए, जब सकारात्मक इलेक्ट्रोड पोटेंशियल 4.5V से अधिक है, पारंपरिक विद्युत-जैविक कार्बोनेट जारी है तरल विघटित, सुरक्षा समस्याओं के कारण शुरू हुआ, 2) नकारात्मक इलेक्ट्रोड का विश्लेषण ली, एक लिथियम आयन बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड नकारात्मक इलेक्ट्रोड, हम अतिरेक या एनपी अनुपात कहते हैं, सकारात्मक 10-30 की तुलना में सामान्य नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता की डिजाइन क्षमता से ज्यादा होगा %। हालांकि, जब पल्ला झुकना, सकारात्मक इलेक्ट्रोड अतिरिक्त ली बाहर आ जाता है, इस प्रकार, नकारात्मक इलेक्ट्रोड की क्षमता से अधिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह है, जो केवल बैटरी के प्रदर्शन को नुकसान नहीं पैदा कर सकता है पर ली धातु की वर्षा में जिसके परिणामस्वरूप, लेकिन यह भी गंभीर मामलों में एक शॉर्ट सर्किट के अंदर नेतृत्व, दुर्घटनाओं की वजह से; संरचना 3) सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के पतन, लिथियम आयन बैटरी वर्तमान में मुख्यधारा त्रिगुट सामग्री और LCO सामग्री एक स्तरित संरचना करने के लिए, संबंधित 270mAh / जी की अपनी सैद्धांतिक क्षमता है, लेकिन जो केवल आंशिक रूप से प्रतिवर्ती ली भ्रंश के लिए सक्षम करने के लिए, उदाहरण के लिए, LCO सामग्री, के बारे में 140mAh / जी की एक प्रतिवर्ती क्षमता के लिए, ली जारी रखा भ्रंश सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री समर्थन संरचना पतन का एक स्तरित संरचना का नुकसान हो सकता है होता है, कैथोड सामग्री की विफलता में जिसके परिणामस्वरूप।
के लिए सवाल ज्यादा किराया में कैथोड सामग्री स्तरित संरचना संरचनात्मक क्षति हो जाएगा, Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला, Sandia राष्ट्रीय प्रयोगशाला और ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी जेवियर Bareño एट अल NMC532 पल्ला झुकना में संरचनात्मक सामग्री परिवर्तन में गहराई से अनुसंधान का आयोजन किया और पाया के बाद पल्ला झुकना हमने सोचा कि संरचना गिर, लेकिन एक स्तरित संरचना का कहना है कि तब होता है की तरह NMC532 सामग्री नहीं किया था, लेकिन एक परत का निर्माण कैथोड की सतह पर अधिक सी और हे युक्त इलेक्ट्रोलाइट अपघटन उत्पादों। यह भी पल्ला झुकना में पाया गया था, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड एसईआई फिल्म सेवन किया जाता है और अधिक ली, और आंशिक रूप से नकारात्मक इलेक्ट्रोड जमा ली सामग्री NMC532 सामग्री में जिसके परिणामस्वरूप पर लिथियम धातु ली के रूप में 0% SoC दिखावे के लिए फिर से छुट्टी दे दी गई एक महत्वपूर्ण कमी।
ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में जेवियर Bareño अन्य पहले ORNL NMC532 / 1.5Ah ग्रेफाइट थैली बैटरी का उपयोग कर तैयार किया गया था, तो ऊपर-वर्णित एसएनएल Sandia नरम पैकेज बैटरी 100%, 120%, 140% करने के लिए आरोप लगाया गया, 160%, 180% और प्रभाव राज्य 250% SoC (250% SoC जिसमें चार्ज बैटरी रिसाव की ओर जाता है), और फिर 0% SoC के लिए ऊपर उल्लिखित बैटरी निर्वहन सामग्री संरचना के अध्ययन के लिए विच्छेदित किए गए सकारात्मक इलेक्ट्रोड अधिक शुल्क।
एक अलग तस्वीर को चार्ज करने के बाद अन्य कई विवर्तन चोटियों की तुलना में SoC स्थिति को दर्शाता है, और फिर SoC के सकारात्मक इलेक्ट्रोड के 0% XRD पैटर्न को छुट्टी दे दी,, हम आश्चर्यजनक रूप से पाया है कि, हालांकि सकारात्मक इलेक्ट्रोड पल्ला झुकना की डिग्री बदलती का अनुभव किया है, लेकिन सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री बुनियादी संरचना को नष्ट कर दिया है, विवर्तन शिखर की चौड़ाई में केवल थोड़ा वृद्धि, आंतरिक बैटरी का मतलब है सामग्री एक निश्चित तनाव था।
यह भी SEM चित्रों (नीचे) सबूत, यह आंकड़ा से देखा जा सकता है, जबकि पल्ला झुकना परीक्षण के दौर से गुजर से प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन कण आकार NMC532 सामग्री अभी भी स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है, माध्यमिक कणों की आकृति विज्ञान नहीं है एक महत्वपूर्ण परिवर्तन।
देखने के संरचनात्मक बिंदु है, NMC532 बाल सामग्री नहीं महत्वपूर्ण संरचनात्मक परिवर्तन है, लेकिन स्थानीय ली सामग्री से (नीचे दिखाया गया) रन जब एक से अधिक 120% SoC के लिए प्रभारी, जबकि 0% SoC के निर्वहन, NMC532 सामग्री ली सामग्री अभी भी प्रारंभिक अवस्था में वापस नहीं लौट सकते, उच्च चार्ज और SoC, पूर्ण मुक्ति ली सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री कम में निहित। इस वजह से सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की संरचनात्मक क्षय, लेकिन अधिक कारण होने की संभावना है अधिक-चार्ज प्रक्रिया एनोड एसईआई फिल्म बड़े हो ली या आंशिक रूप से नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर जमा पर ली धातु ली के रूप में सेवन किया, ली की अधिक से अधिक राशि का सेवन किया, सकारात्मक इलेक्ट्रोड फिर से डालने के लिए अग्रणी ली काफी कम।
आगे ज्यादा किराया प्रभाव NMC532 सामग्री संरचना की जांच करने के लिए, जेवियर Bareño बैटरी पल्ला झुकना विश्लेषण किया के विभिन्न स्तरों के बाद माल की एक्सपीएस द्वारा, मुख्य परिवर्तन सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री O1s तीव्रता परिवर्तन में दिखाई देता है और दो विवर्तन से शिखर P2p, O1s विवर्तन शिखर की तीव्रता में परिवर्तन देखा जा सकता है, सामग्री हे के दो प्रकार मौजूद है, एक 530eV रिक्त स्थान, जैसे धातु आक्साइड और एक ऑक्सीजन NMC532 अतिरिक्त में ऑक्सीजन के रूप में अधिक ऋणात्मक हे करने के लिए इसी है एक 533eV इसी वैद्युतीयऋणात्मकता हे कमजोर है, उदाहरण के लिए, कार्बनिक पदार्थ और हे तत्वों है। देखने के इस बिंदु से हे के दो प्रकार 530eV हे की अधिक ऋणात्मक संख्या के लिए, की संख्या 180 पल्ला झुकना करने के लिए इसी बहुत ज्यादा नहीं परिवर्तन, मुख्य रूप से 250% से पहले वहाँ अधिक वृद्धि है, लेकिन हे कार्बनिक पदार्थ की सामग्री में वृद्धि हुई पल्ला झुकना वृद्धि के साथ था पल्ला झुकना% SoC से पहले में, यह दर्शाता है कि पल्ला झुकना करने की प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइट समाधान में सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह अधिक अपघटन उत्पादों का उत्पादन। P2p शिखर इलेक्ट्रोलाइट समाधान P2O5 के मुख्य अपघटन उत्पादों के लिए इसी, पल्ला झुकना के बाद इस चोटी की तीव्रता में काफी वृद्धि हुई होती है, यह दर्शाता है कि सकारात्मक इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट अपघटन उत्पाद बढ़ जाती है की सतह,ऊपर O1s के परिणामों के अनुरूप।
देखने के उपरोक्त विश्लेषण की दृष्टि से, पल्ला झुकना के बाद कैथोड सामग्री में ली की सामग्री 140% SoC, कम हो जाती है में तेजी से वृद्धि के साथ पल्ला झुकना की डिग्री से अधिक है, ली एनोड एसईआई फिल्म पर एक बड़ी हद तक इन नुकसानों के विकास द्वारा सेवन किया जाता है या उपजी धातु ली नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह XRD से कि ली डे NMC532 सकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचना, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के बाद पल्ला झुकना अभी भी स्तरित संरचना को बनाए रखने के अत्यधिक विनाश का कारण नहीं था पाया बनाई है, लेकिन सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह में इलेक्ट्रोलाइट ज्यादा किराया के लिए प्रेरित किया अपघटन, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह के इलेक्ट्रोलाइट के भरने की डिग्री में वृद्धि से के रूप में भी सड़न उत्पाद के एक इसी वृद्धि के बाद पल्ला झुकना 250% SoC पर पहुंच गया है, इलेक्ट्रोलाइट थर्मल अपघटन, और अधिक गैस का उत्पादन करने के लिए, का नेतृत्व करेंगे सेल करने के लिए अग्रणी रिसाव।
