بطارية ليثيوم أيون من الجهد العالي، وكثافة الطاقة العالية والأداء دورة ممتازة جعلها بطارية تخزين الطاقة الكيميائية الأكثر نجاحا، وخصوصا التطور السريع في السنوات الأخيرة، وصناعة السيارات الكهربائية لجعل بطاريات ليثيوم أيون بشرت في فرصة التطور السريع، في القدرة العالمية بطارية ليثيوم أيون للتوسع السريع للحوافز ضخمة في السوق. بالمقارنة مع البطاريات التقليدية تخزين المواد الكيميائية، وبطارية ليثيوم أيون على الرغم من أن كثافة الطاقة ودورة الحياة هي مفيدة بشكل واضح، ولكن ليثيوم أيون درجة حرارة البطارية القدرة على التكيف على هناك العديد من الثغرات، ويرجع ذلك إلى الظروف الديناميكية في درجة حرارة منخفضة وتدهورت، مما أدى إلى انخفاض في قدرة البطارية، حتى يسبب مشاكل السلامة، في بطارية ليثيوم أيون في درجة حرارة عالية لزيادة رد فعل الجانب بين الإيجابية والسلبية مع بالكهرباء، مما أدى إلى خلية يمكن أن تزيد المقاومة، والأداء دورة تأثير بطاريات ليثيوم أيون، مما يؤدي الى أيون الليثيوم لها تطبيقات بطارية لاستخدام نظام التحكم في درجة الحرارة معقدة، وزيادة تكلفة هذا الجانب من بطارية ليثيوم أيون، من ناحية أخرى سوف تزيد من استهلاك الطاقة الكهربائية ، تقليل نطاق المبحرة من السيارات الكهربائية.
مشاكل للبطارية ليثيوم أيون في الغاز الإفلات والأداء دورة انخفاض درجة حرارة عالية، R. Genieser مثل جامعة وارويك بالكهرباء مضافة للناس NMC111 / خلية الجرافيت القتل بالغاز في 80 ℃ درجة حرارة عالية، وزيادة في المقاومة الداخلية وانخفاض القدرة أسفل تم تحليل بعناية، تشير الدراسات إلى أن الزيادة في المقاومة الداخلية للبطارية بشكل رئيسي من زيادة مقاومة NCM111 تهمة تبادل المواد القطب الموجب، R. Genieser NCM111 التي تسبب تبادل المواد التهمة هي عامل رئيسي في زيادة مقاومة الجزيئات الثانوية كسر، بحيث اللاحقة ضد يجب أن يتم تحسين أداء درجة الحرارة العالية للمواد من أجل الاستقرار الهيكلي للجسيمات الثانوية.
التجربة R. Genieser مكونات المنحل بالكهرباء المستخدمة في الجدول أدناه، حيث PES هو مجموعة 1،3-البروبيلين - sultone، وDTD هو الميثيلين methanedisulfonate، TTSPi من (trimethylsilyl فوسفات.
ويوضح الشكل التالي مختلفة منحنيات دورة البطارية بالكهرباء في 80 ℃ درجة حرارة عالية يمكن أن ينظر إليه دون استخدام أي إضافات A بالكهرباء بطارية ضمن 50 دورة أنها خسرت أكثر من 90٪ من الطاقة الأولية، بالإضافة إلى التحليل الكهربائي باستخدام A سائل البطارية بعد التداول شهدت أيضا انتفاخ كبير، والتي قد تكون متحللة في الليثيوم وPF5 LiPF6 في درجة حرارة عالية، وPF5 هو حمض لويس قوي، قادر على التفاعل مع الماء لإنتاج HF وPOF3، ويسبب مزيدا من رد فعل جيل من CO2 وPEO (كما هو موضح في المعادلة التالية)، بالإضافة أيضا أن يسبب أكسدة حل إيجابي القطب بالكهرباء، مما أدى إلى CO، CO2 والغازات الأخرى.
1٪ فقط من VC مضافة إلى بالكهرباء، فمن الممكن أن يعزز إلى حد كبير أداء دورة من الحل الكهربائي في درجة حرارة عالية (منحنى B)، وأضاف PES DTD، TTSPi بالكهرباء المضافة C هو أفضل قليلا من بالكهرباء B، D وبالكهرباء B، C في كل من الشوارد أداء الدراجات قريب في الدورة في وقت مبكر، ولكن الانخفاض المفاجئ في قدرة البطارية بعد وقوع 200 مرة مع إضافة المزيد من FEC (أ بالكهرباء السلبي المشترك سي المضافات توفير مستويات أعلى من فيلم الليثيوم SEI، وبالتالي تحسين الاستقرار الميكانيكي للفيلم SEI) عند درجة حرارة عالية من الإلكتروليت E هو أيضا حدث انخفاض سريع انخفاض القدرة الظاهرة، ويحدث بطارية ظاهرة انتفاخ، والتي قد تكون تحلل FEC بسبب ارتفاع درجة الحرارة (كما هو موضح أدناه).
يظهر في الشكل (ب) أدناه مقاومة تبادل الشحنة التي تم الحصول عليها بواسطة تركيب EIS ، ويمكن ملاحظة أن الزيادة في معاوقة تبادل الشحنة الكهربائية للبطارية C في الدورة بطيئة مقارنة بالكهرباء الأخرى ، وقد يرجع ذلك إلى تحسين إضافة PES. استقرار الكهارل ، يمكن رؤيته من سلسلة المقاومة Rs التي تم الحصول عليها من التركيب ، والتي تظل الكهارل B و C فقط مستقرة نسبيًا أثناء الدورة ، وتظهر الكهارل الأخرى ارتفاعًا ملحوظًا ، وهنا نلاحظ الإلكتروليت. بعد حوالي 200 D، RS هناك زيادة واضحة يحدث في وقت فقط قدرة البطارية الغوص، مما يدل على حالة محتملة في البطارية بالكهرباء D قد استنفد (شارك في المذيبات عرضة PC جزءا لا يتجزأ، ديسمبر LiPF6 في الكهارل ليس مستقرًا ، هذه العوامل مجتمعة تجعل الإلكتروليت يستهلك أسرع.
حالة FIG توظيف البطارية دون المضافة بالكهرباء ألف والتوسع الحجمي في 80 درجة.] C في 40 ℃ دورات، وهو مستمد أساسا البطارية عند درجة حرارة منخفضة تغيير حجم الدورية من إقحام القطب الليثيوم الإيجابية والسلبية للdelithiation تغيير حجم (التوسع خلال إقحام الليثيوم الجرافيت 8٪، NCM التوسع الصوت أثناء لي حوالي 2٪)، بحيث أنه في R. Genieser في درجات حرارة عالية بسبب توسع حجم كبير NCM البطارية بالكهرباء هو أساسا القطب الموجب منتجات الرصاص الأكسدة الغاز (تشير الأبحاث إلى أن أكسدة EC تنتج CO و CO2 هي المصدر الأكثر أهمية لإنتاج غاز البطارية). وكما يتبين من الشكل b ، فإن توسع حجم البطارية مع المنحل بالكهرباء B يكون أبطأ بشكل ملحوظ من البطارية مع الإلكتروليت A ، والتي قد تكون لأن VC يساعد على تشكيل طبقة تخميل أكثر استقرارًا (تُظهر الأبحاث أن VC لا يشكل فقط فيلم SEI مستقرًا على القطب السالب ، ولكنه أيضًا يعرض طبقة رقيقة من طبقة التخميل على القطب الموجب) ، في حين يخضع C بالكهرباء بعد التوسع الأولي، لم يحدث توسع حجم كبير في وقت متأخر من دورة البطارية، بالكهرباء C أظهر مضافة قادرة على تشكيل طبقة التخميل مستقرة على سطح القطب الموجب، والتحلل التأكسدي المنحل بالكهرباء وبالتالي أقل المذيبات.
يوضح الشكل التالي صور SEM للإلكترودات الموجبة والسالبة للبطارية بعد تعميم الشواردتين A و C عند 25 و 80 درجة مئوية ، ويمكن ملاحظة بوضوح أن منتجات التحلل الكهربي لسطح NCM بعد دورة درجة الحرارة المرتفعة للبطارية بدون أي إلكتروليت A موضحة. إلى حد كبير أكثر سمكا من 25 درجة.] C دورة البطارية. استخدام كهربائيا سطح حل C من NCM تغيير أي كبير، وبطبيعة الحال، لا يعني أن تحلل بالكهرباء على سطح القطب الموجب لا يحدث، بالكهرباء قد تهاجر إلى منتجات التحلل من القطب الموجب سطح القطب السالب لتشكيل الفيلم SEI.
من فيلم SEI على سطح القطب السالب ، يمكن ملاحظة أن المنحل بالكهرباء A بدون إضافات سيشكل منتج تحلل كهرولي سميك (بشكل أساسي LiF) عند درجة حرارة عالية ، ومنتجات تحليل محلول إلكتروليتي على سطح القطب الكهربائي للشوارد B و E عدد أقل من جسيمات أصغر هي أيضا، مما يدل على أن كلا من الشوارد قادرة على تشكيل أكثر استقرارا فيلم SEI أو كليهما التحلل أقل من بالكهرباء على سطح القطب الموجب. D يتشكل القطب بالكهرباء سلبي الإزهار تظهر دولة، ولا يمكن حله في DMC، مشيرا إلى أن هذا قد يكون منتج التحلل من LiPF6. C دولة العاملين البطارية بالكهرباء من سطح القطب السالب لم تتغير بشكل ملحوظ مقارنة مع دورة الخلية في درجة حرارة الغرفة.
من نتائج تحليل EIS ، أظهرت معاوقة مختلف الأقطاب الكهربائية NCM الإيجابية بالكهرباء زيادة كبيرة بعد دورة ارتفاع درجة الحرارة.الزيادة في معاوقة القطب الكهربائي للبطارية باستخدام A بالكهرباء يرجع أساسا إلى تحلل المنحل بالكهرباء على سطحه ، واستخدام التحليل الكهربائي. وعلى الرغم من VC خلايا السائل B يمكن قمع تحلل بالكهرباء في القطب الموجب، ولكن نظرا لوجود عدد كبير من الدورات (350)، وهي أكبر زيادة في مقاومة، مقاومة للNCM لزيادة عدد الدورات والمواد هي نفسها ولكن أكثر من بالكهرباء تعميم C عدد أصغر من الحل الكهربائي حتى أقل، مشيرا إلى استقرار جيد من الحل كهربائيا، والحل كهربائيا يعمل NCM D والمواد E بسبب الأوقات دورة قصيرة (175 مرات) زيادة في المقاومة الداخلية كثيرا.
الشكل التالي (أ) يوضح نمط انعراج XRD لمواد القطب الموجب NCM في المحلول C بعد التشكيل ودورة الحرارة العالية عند 80 درجة مئوية ، ويمكن ملاحظة أن البنية البلورية لمواد NCM لم تتغير بشكل كبير بعد دورة درجة الحرارة المرتفعة ، لكننا نلاحظ أن قيم HKL من 006/012 و018/110 لاثنين من قمم الحيود شهدت تغيرات كبيرة، وقيمة ج تشير إلى أن المواد هي تغييرا كبيرا يحدث، ونحن نعتقد أنه في عام / ج والمادة الفعالة يتم تقديمها خطيا لي ذات صلة و(كما هو موضح في الشكل ب)، يمكننا أن نرى من FIG لى NCM المواد متكافئة في بالكهرباء المتداولة في x C 0.952، وتبين أن معظم المواد يتم الاحتفاظ النشاط لي (96.4٪)، استخدام NCM المواد بالكهرباء B بعد دورة الحرارة فقدت المزيد من النشاط لى لى المقابلة لشركة نفط الجنوب = النشاط المتبقي حوالي 74.4٪. من هنا يمكننا أن نرى، البطارية باستخدام الحل كهربائيا تقريبا أي دورة درجة حرارة C وقعت خسائر النشاط لي، وفقدان 35٪ من القدرات في دورة أين؟ هذا ربما يرجع إلى تهمة سطح إيجابية زيادة التبادل مقاومة، مما أدى إلى زيادة الشحن والتفريغ عملية يؤدي إلى الاستقطاب الخلية.
لتحليلها باستخدام الحل الكهربائي الناجم عن زيادة في مقاومة C NCM تهمة العوامل الصرف، وقد لوحظ R. Genieser NCM المقطع العرضي من المواد وتحليلها، لاحظنا من هذا الرقم يتم تشكيل NCM من قبل عدد كبير من الجسيمات الأولية ومتكلس معا الجسيمات الثانوية، ولكن بعد 80 درجة.] دورة درجة حرارة C، والعديد من الشقوق الناتجة بين الجسيمات الأولية من NCM، مما أدى إلى الانفصال عن الجزء الرئيسي من الجسيمات الأولية من الجسيمات، مما تسبب في المقاومة الاتصال بين الزيادات الجسيمات.
يعطي البحوث R. Genieser لنا نظرة عميقة في آلية / الجرافيت قدرة البطارية NCM تنخفض بانخفاض في درجات حرارة عالية، والتوسع الغاز وغيرها من الظواهر، تم العثور بالكهرباء مضافة للحد من تحلل بالكهرباء في درجات حرارة مرتفعة، والحد من إنتاج الغاز، وتحسين البطارية أداء دوري آثار هامة. وأظهرت الدراسة R. Genieser أيضا أنه على الرغم من أن PES، DTD وTTSPi الإضافات بالكهرباء أخرى يمكن تعزيز فعالية أداء NCM / الجرافيت دورة للبطارية، والحد من بطارية الغاز، بين لى الحد من فقدان النشاط، ولكن لا تزال لا يمكن تجنب زيادة مقاومة للتبادل إيجابي تهمة الكهربائي، أظهرت أبحاث أخرى أن NCM زيادة تبادل الاتهام ويرجع ذلك أساسا إلى مقاومة داخلية من الجسيمات الثانوية الشقوق NCM، مما أدى إلى الفصل بين أجزاء من الجسيمات الأولية والجسيمات الأولية، مما أدى إلى زيادة في مقاومة الاتصال، مما تسبب الزيادة في نتائج الاستقطاب في القدرة على التصريف من انخفاض البطارية، وبالتالي الأمثل لدرجة حرارة عالية الأداء من المواد أساسا لتحسين استقرار المواد NCM NCM من الجسيمات الثانوية.
