Eine Lithium-Ionen-Batterie positive und negative Elektrode und einen Separator mit einer porösen Struktur, die Porosität und Tortuosität der Separator und die Elektroden und andere Parameter werden + Diffusions haben darin einen gewissen Einfluss auf Li. Durch mechanische Beanspruchung werden die Porosität und Tortuosität des porösen Materials hat eine gewisse Wirkung, kann die mechanische Belastung beeinflusst Li + Diffusionsrate in den positiven und negativen Elektroden und einen Separator, wodurch die elektrochemische Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu beeinflussen, die wir in dem Artikel „starke mechanische Wunder - elektrochemische Reduktion Modell‚Druck ‚Wirkung der elektrischen Eigenschaften der Lithium-Ionen-Batterie„eine detaillierte Diskussion zu tun. nachteilig übermäßigen externen mechanischen Druck beeinflussen, während Lithium-Ionen-Batterien elektrochemische Leistung haben, aber in der tatsächlichen Produktion Lithium-Ionen-Batterien mehr harte Struktur Design, so dass der mechanische Druck bei der Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien schwer zu vermeiden ist, so müssen wir die Auswirkungen von Druck auf die elektrischen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien genauer verstehen und das Design von Lithium-Ionen-Batterien leiten.
Vor kurzem KTH von bdilbari Shifa Mussa et al. Im Fall von Lithium-Ionen-Batteriekapazitäten unter verschiedenem Druckabfall und Anstieg des Innenwiderstand Rückgang führten detaillierte Studien festgestellt, dass wenn der Druck zunimmt, Li + Diffusionswiderstand in der Batterie Offensichtlich erhöht, natürlich, mechanischen Druck ist nicht ohne Nutzen, bdilbari Shifa Mussa festgestellt, dass 1.3MPa Druck kann dazu beitragen, den Verlust von aktiven Li zu reduzieren, verlangsamen die Rate der Rückgang der Lithium-Ionen-Batterie Kapazität.
Experiment bdilbariShifa Mussa wie eine einzige Schicht aus NCM111 / Graphit-Zelle als Forschungsobjekt, Informationsanodenmaterialien der folgenden Tabelle, die Testzelle Separator Celgard 2320 Separator mit einer Dicke von 20 um, eine Porosität von 39%. Herstellung von Zellen Befestigen Sie das Gerät nach dem Fixieren mit dem in der Abbildung gezeigten Gerät und wenden Sie den entsprechenden Druck an (0,66, 0,99, 1,32 und 1,98 MPa).
Die folgende Abbildung zeigt die neue Elektrode EIS EIS-Daten bei unterschiedlichen Drücken, aus der Figur können wir zunächst fest, dass der Realteil der Intercept-Kurve (X-Achse) nur auf dem höchsten Druck es einen gewissen Einfluss, Forschung auf der Membran wurde Dadurch erhöht sich die Oberflächenteil der Impedanz hauptsächlich von der Membran Zwischenfrequenz und Niederfrequenz-Halbkreisdiffusionskurve mit steigendem Druck abgeleitet wird, hat eine gewisse erhöhte, was darauf hinweist, dass die Schnittstelle Diffusionselektrode und elektrochemische Kinetik bei höheren Drücken sind Nach der Zurückhaltung betrug die Erhöhungsreihenfolge des Innenwiderstands der Batterie unter verschiedenen Drücken 1,32 MPa.<0.99MPa<0.66MPa<1.98MPa, 说明在1.32MPa是最佳压力, 能够有效的减少锂离子电池容量衰降. 对正负极在相同压力条件下的研究表明, 在高压下正负极的界面阻抗都会随着增加, 共同影响锂离子电池的界面动力学条件. 在扩散阻抗方面只有负极的扩散阻抗会随着压力的增大而增加, 因此锂离子电池在高压力下的扩散阻抗增加主要来自负极.
Nach der positiven Zyklus (untere Tafel a) und negative (untere Tafel b) für die EIS Analyse Discovery Schleife kann aufgrund des Innenwiderstands der Batterie Lithiumionen hauptsächlich aus dem positiven und negativen ohmschen Widerstand und eine erhöhte Ladungsaustauschimpedanz und der negativen Elektrode gesehen werden steigern Der Li + Diffusionswiderstand erhöht sich.
Obwohl der Widerstandsdruck der Batterie einen signifikanten Effekt zu produzieren, aber der Druck schien auf der Kapazität der Lithium-Ionen-Batterie zu beeinflussen, ist minimal, für jede 50% ige Erhöhung des Drucks bei 3C-Rate, wird die Kapazität verringerte mich nur um 1,2% und die Zyklustests unter verschiedenen Drücken zeigen nachdem der Druck für die Kapazität der Lithium-Ionen-Batterie abnehmend bis eine signifikante Wirkung. die folgende Abbildung a erzeugt wird, einen unterschiedlichen Druck auf die Batteriekapazität abnehmend bis Lithium-Ionen zu beeinflussen, bis 3C werden 600 Zyklen gesehen Entladen der Druckkapazität der Lithium-Ionen-Batterie Der Rückgang hat einen signifikanten Effekt (Kapazitätsrückgang von klein auf groß ist 1,32 MPa<0.99MPa<1.98MPa<0.66MPa) . 为了将电池内阻的变化对电池放电容量的影响降到最小, bdilbariShifa Mussa降上述电池在C/25倍率下进行了测试 (如下图b所示) , 同样的出了上述结论, 这表明1.3MPa是最为合适的压力, 压力过高或者过低都会加速锂离子电池的容量衰降.
Um die Ursache des Versagens von Lithium-Ionen-Batteriekapazität Abfall, bdilbariShifa Mussa Lithium-Ionen-Batterie nach dem Zyklus, und die positiven und negativen Elektroden wurden getestet, die folgende Abbildung zeigt die negative Spannungsdifferenz Kurve zerlegt zu analysieren. Aus der Kurve der Fig. Unsere gesehen, in etwa ein neuer Peak 60mAh / g-Elektrode an die 20-40mAh / g verschoben wird, was die Anwesenheit von Li Aktivitätsverlust sein kann, und Zellzyklus-Offset mindestens 1.32MPa zeigte Li minimalen Aktivitätsverlust bei unterschiedlichen Drücken der Abstand zwischen dem / g peak 90-100mAh / g nach der negativen Spitzenelektrode 20-40mAh Zyklus nicht verändert wird, zeigten eine unterschiedlichen Druckzyklus keinen signifikanten Effekt auf dem Verlust des negativen aktiven Elektrodenmaterials.
Die folgende Abbildung zeigt die positive Elektrode und die negative Elektrodenkapazität Testkurve, kann es aus der Figur nach dem Zyklus NCM111 elektrodenaktives Material sehen ist, ist fast kein Verlust auftritt, die negative Elektrode nach dem Zyklus, alle negativen Druckzyklen haben in etwa 4% der Aktivität genommen Materialverlust, der mit der vorherigen Analyse konsistent ist Zusammenfassend ist der Hauptmechanismus der 1,32 MPa Druckminderung Lithium-Ionen-Akku-Kapazität Rückgang der Verlust des aktiven Li zu reduzieren.
Im Folgenden zeigt die unterschiedliche Drücke (a1.98MPa, b 1.32MPa, c 0.99mpa, d 0.66MPa, e neuer Separator) des Separators von Fig SEM nach dem Zyklus kann die Membran aus Fig Zyklen nach hat gesehen werden aufgetreten unterschiedliche Grade der Teil Obturator Phänomen, das eine Erhöhung der lokalen Stromdichte verursacht, sinken beschleunigte Lebensdauer Lithium-Ionen-Batterie nach unten. den Fall der geschlossenen Zellseparator aus dem ohmschen Widerstand der Membran (unten F) gerichtet werden, können bei 1.32MPa gesehen werden, Der Ohmsche Widerstand des Zwerchfell-Zwerchfells ist minimal, aber Bdilbari Shifa Mussa glaubt, dass der Septum-Obturator hauptsächlich durch Abbauprodukte des Elektrolyten während des Kreislaufzerfalls verursacht wird.
Aus den obigen experimentellen Ergebnissen haben wir herausgefunden, dass der äußere mechanische Druck einen wesentlichen Einfluss auf die Impedanz und die Kapazitätsverschlechterung von Li-Ionen-Batterien hat und dass ein ungleichmäßiger Druck innerhalb der Li-Ion-Batteriezellen und zwischen den Zellen des Batteriepakets vorliegt. Phänomen, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung der Stromgeschwindigkeitsdifferenz und Alterung führt, die den Zerfall Lebensdauer der Absenkgeschwindigkeit des Batteriesatzes beschleunigen wird, um den Einfluss verschiedener Drücke in der Stromverteilung zwischen den Einheitszellen, bdilbariShifa Mussa zwei Einheitszellen zu untersuchen, parallel verbunden sind und unterschiedliche Drücke angewendet werden (0,66 MPa und 1.32MPa), zwischen den beiden eine Stromverteilung in der Zelle Erfassen (wie unten gezeigt). aus der Figur wir in der Zelle aufgrund des Drucks von 0,66 MPa sehen Impedanz ist klein, so dass sie deutlich höher als die aktuelle Batterieladung unter 1.32MPa, 0.66MPa resultierende Batterie bei niedriger als SoC 1.32MPa Batterie in einen höheren Zustand wird berechnet ist, unter Beschleunigung 0.66MPa Abfalls zum Ausfall der Batterielebensdauer führen. Dieser Punkt kann aus den Testergebnissen in der folgenden Abbildung f, 1,32 MPa unter dem Zyklus der Batterie bestätigt werden, als der 0,66 MPa Zyklus der Batteriekapazitätserhaltung ist viel höher, aber mit 1,32 MPa Batterie Die Absenkgeschwindigkeit Kapazität Rückgang assoziiert 0.66MPa und 0.66MPa Zellen-Akku Kapazität von zwei parallel abnehmend bis sehr nahe, was darauf hinweist, dass der aktuelle Differenzdruck aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung der Batterie nicht wesentlich beeinflusst den Absenkgeschwindigkeit Ausfall, Ausfall der Batterie Abfall Die Geschwindigkeit wird hauptsächlich durch den Druck auf die Batterie beeinflusst.
In der Vergangenheit betroffen wir oft, dass die Temperatur, Druckgeschwindigkeit und die Tiefe der Entladung der Batterie abnehmend bis Geschwindigkeit, sondern studieren bdilbariShifa Mussa zeigt die Batterie auf mechanischen Druck ebenso wichtigen Einfluss auf dem Lithium-Ionen-Batterieausfall Abfall wird untersucht unterzogen wird es zeigt, dass für NCM111 / Graphit-Batterie 1.32MPa einen guter Druck ist, der Druck ist zu groß oder zu klein, um Lithium-Ionen-Batteriekapazität während des Zyklus der Abnahme beschleunigt Abfalls führen kann, was darauf hindeutet, dass wir müssen auch auf Lithium-Ionen-Batterie-Design-Prozess konzentrieren Die Wirkung der mechanischen Beanspruchung der Batteriezelle und der Batteriepackstruktur auf die Zelle und Batteriezelle für die Lithium-Ionen-Batterie-Lebensdauer, gezielte Optimierung.
