최근 전기 자동차 시장이 점차 확대되면서 일상 생활에서 전기 자동차가 점점 더 자주 등장하기 시작했으며, 우리의 삶과 재산의 안전과 밀접하게 관련된 제품으로 전기 자동차 배터리의 안전성이 특히 중요합니다 공장의 전원 배터리는 과충전, 과방 전, 침술 및 단락 회로 및 기타 가혹한 안전 테스트를 충족시켜 사용중인 배터리의 안전을 보장해야합니다.
현재의 리튬 이온 전지 설계에서, 전지의 모든 Li 소자는 양극에 의해 제공되며, 충전시 Li는 양극에서 제거되어 음극에 내장되며 방전 과정은 정반대이다. 정극의 탈리 량을 적당한 범위로 제어함으로써, 정극 구조의 붕괴를 일으키지 않고, 정극 재료의 전위를 충분히 이용할 수있어, 리튬 이온 전지의 안전성 및 수명을 확보 할 수있다. 그러나, BMS 손상, 오작동 등으로 인해 리튬 이온 배터리가 과충전되어 안전 문제와 배터리 성능 손상을 초래할 수 있습니다.
일반적으로 우리가 과충전의 경우, 반응 내부 리튬 이온 전지에 발생할 수도 있다고 생각 : 전해액 1) 분해 전위 과충전에 의한 양극은 양극 전위가 4.5V보다 높은 경우, 종래의 전기 유기 탄산염을 계속 상승 안전 문제를 야기 액체 분해 시작, 2) 부극의 분석은 리튬이 리튬 이온 전지는 양극, 음극, 우리는 양의 10-30보다 일반적인 음극 용량, 중복 또는 NP 비율 호출의 설계 용량보다 높을 것 과충전 양극 따라서 만 배터리 성능에 손상을 줄 수없는 부극 표면에 리튬 금속이 석출 결과, 음극의 용량을 초과하는 과량의 리튬 오프 관해서 %. 그러나,뿐만 아니라 심한 경우 내부 단락으로 이어질 3) 음극 재의 구조가 무너져 현재 리튬 이온 전지의 삼원 계 재료 및 LCO 계 재료의 주류는 최대 이론 용량 270 mAh / g의 적층 구조에 속하지만 리튬의 일부만 가역적으로 제거 될 수 있으며, 예 LCO 재료, 140mAh / g 정도의 가역 용량, 리튬은 양극 재료의지지 구조 붕괴의 적층 구조의 손실이 발생할 수 탈출증은 양극 재료의 실패의 결과로 발생 계속했다.
과충전의 질문에 과충전 양극 재료 층상 구조는 구조적 손상을 발생 들어, 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory), 산 디아 국립 연구소 오크 리지 국립 연구소 하비 Bareño 등 NMC532 구조재 변경 심층 연구를 수행하고, 과충전 우리 구조 붕괴 생각했지만, 적층 구조를 유지 한 후 그 발생 같이 NMC532 재료 않았다 찾았지만, 층의 형성은, 음극의 표면에 대한 C와 O를 함유하는 전기 분해 산물. 또한 과충전에서 발견되었으며, 음극 SEI 막이 더 리튬을 소비하고, 일부 리 콘텐츠 NMC532 재료 결과 증착 음극에 리튬 금속 리튬의 형태 0 %의 SoC 모습에 다시 배출시켰다 상당한 감소.
NMC532 / 1.5Ah 흑연 파우치 전지를 사용하여 오크 리지 국립 연구소 하비 Bareño 다른 제 ORNL 후 전술 SNL 디아 소프트 패키지 전지는 100 %, 120 %, 140 %까지 충전하고, 제조 된 160 %, 180 % 및 250 % SoC 상태에서 250 % SOC 충전으로 셀 누설을 유발 한 다음 상기 셀을 0 % SoC로 방전하여 음극 물질 구조에 과충전 효과를 조사했다.
다른 몇 개의 회절 피크에 비해, 다른 픽처를 충전 한 후 온칩 상태를 도시하고 온칩의 양극 0 % XRD 패턴 배출, 우리는 놀랍게도 한 것을 정극 과충전 다양한 정도 경험하지만, 정극 재료하고 있지만 기본 구조는 파괴되지 않았으며, 회절 피크의 폭이 약간 증가했기 때문에 어느 정도의 스트레스가있는 배터리 소재를 의미합니다.
이것은 SEM 이미지 (아래)에서도 확인할 수 있습니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 NMC532 재료의 입자 모양은 과충전 테스트에도 불구하고 여전히 명확하게 인식 할 수 있습니다. 중요한 변화가 발생했습니다.
도면의 구성 점 있지만 NMC532 머리 재료없는 상당한 구조적 변화하지만, 로컬 리 콘텐츠 경우보다 120 %의 SoC에 대한 요금, 0 %의 SoC로 배출하면서 NMC532 재료, 실행 (아래) 양극 물질의 구조적 붕괴되지만 일으킬 가능성이 있기 때문에 리튬 함량이 여전히 초기 상태로 복귀 할 수없는, 높은 충 온칩 리 정극 재료 이하에 포함되는 전체 방전.이다 위에 충전 공정 네거티브 SEI 필름의 성장은 Li를 소비하거나 Li의 일부가 금속 Li의 형태로 음극 표면에 침전하여 더 많은 Li를 소비하여 양극에 Li가 다시 포함된다.
상기 과충전 효과 NMC532 재료 구조를 조사하기 위해, 하비 Bareño 분석 배터리 과충전 상이한 레벨 후의 재료의 XPS에 의해, 주요 변화는 양극 재료 O1s의 강도 변화에 반영되어 두 회절은 P2P를, O1s의 봉우리 회절 피크 강도의 변화를 하나의 추가적인 산소 NMC532 금속 산화물과 산소로 더욱 전성 O에 대응 530eV 공간이며, 소재의 O의 두 종류가 존재하고, 알 수있는 하나는 533eV은, 유기물 및 O 원소, 예를 들면, 전기 음성 O 약한 대응한다. 이러한 관점에서 530eV의 O보다 전기 음성 번호 O의 2 종류의 수는 180, 과충전에 대응 과충전의 과정을 나타내는 주로 증가 과충전 증가와 크게 증가하지만, 유기 물질의 함량이 O 전에 250 %의 과충전 % SoC를 이전에 그다지 변화, 전해질 용액에서 양극 표면이 더욱 분해 생성물을 생성한다. 전해액 P2O5의 주요 분해물에 대응하는 P2P 피크 과충전 후이 피크의 강도는 현저하게 나타내는 증가 발생하는 정극 전해액 분해 산물의 증가 된 표면,위의 O1s의의 결과와 일치.
뷰의 상기 분석의 관점에서, 과충전 후의 양극 재료의 리튬의 함유량이 140 %의 SoC 급격히 증가 감소와 과충전도를 넘으면, 리튬 애노드 SEI 막에 크게 이러한 손실의 성장에 의해 소비 또는 침전 된 금속 리튬 음극 표면 XRD는 리튬 디 NMC532 양극 구조 과충전 여전히 적층 구조를 유지 한 후, 양극 재료의 과도한 파괴를 유도하지 않은 것으로 형성되지만, 정극 표면에 전해질을 과충전을 이끌었다 또한 과충전 250 %의 SoC에 도달 한 후에, 분해 생성물의 상응하는 증가이다 정극 표면의 전해액의 충전 정도를 증가시킴으로써으로 분해, 전해질 전지로 이어지는 열분해 생성 이상의 가스로 이어질 누설.
