लिथियम आयन बैटरी के इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन पर यांत्रिक दबाव का प्रभाव

एक लिथियम आयन बैटरी सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड और एक विभाजक एक झरझरा संरचना, सरंध्रता और विभाजक की टेढ़ा-मेढ़ापन और इलेक्ट्रोड और अन्य पैरामीटर होने + प्रसार उसमें झरझरा सामग्री के ली पर कुछ प्रभाव। यांत्रिक तनाव के कारण सरंध्रता जाएगा और टेढ़ा-मेढ़ापन होगा ? विद्युत कमी मॉडल 'दबाव - एक निश्चित प्रभाव पड़ता है, यांत्रिक तनाव सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड में ली + प्रसार दर और एक विभाजक, जिससे लिथियम आयन बैटरी की विद्युत प्रदर्शन, लेख "मजबूत यांत्रिक चमत्कार में जो हम को प्रभावित करने वाले को प्रभावित कर सकते 'लिथियम आयन बैटरी "के बिजली के गुणों का प्रभाव विस्तृत चर्चा करने के लिए। प्रतिकूल अत्यधिक बाह्य यांत्रिक दबाव को प्रभावित करते हुए लिथियम आयन बैटरी विद्युत प्रदर्शन किया है, लेकिन वास्तविक उत्पादन लिथियम आयन बैटरी में अधिक कठिन संरचना का उपयोग डिजाइन, यांत्रिक दबाव उपयोग में लिथियम आयन बैटरी से बचने के लिए मुश्किल है, इसलिए हम लिथियम आयन बैटरी, और लिथियम आयन बैटरी डिजाइन गाइड के बिजली के गुणों उत्पन्न दबाव के प्रभाव के एक अधिक विस्तृत समझ की जरूरत है।

हाल ही में, bdilbari की KTH शिफा मूसा एट अल। अलग दबाव ड्रॉप और आंतरिक प्रतिरोध गिरावट में वृद्धि का आयोजन विस्तृत अध्ययन के तहत लिथियम आयन बैटरी क्षमता के मामले में, पाया गया कि दबाव बढ़ता है, बैटरी में ली + प्रसार प्रतिबाधा के रूप में काफी वृद्धि हुई है, ज़ाहिर है, यांत्रिक दबाव बिलकुल भी अच्छा नहीं नहीं है, bdilbari शिफा मूसा पाया 1.3MPa दबाव सक्रिय ली के नुकसान को कम, नीचे गिरावट क्षमता लिथियम आयन बैटरी की गति को धीमा कर सकते हैं।

अनुसंधान वस्तु के रूप में NCM111 / ग्रेफाइट सेल की एक परत की तरह प्रयोग bdilbariShifa मूसा, जानकारी एनोड सामग्री निम्न तालिका, परीक्षण सेल विभाजक 20um की मोटाई, 39% की एक सरंध्रता साथ Celgard 2320 विभाजक है। कोशिकाओं की तैयारी फिक्सिंग करने के बाद, इसे नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाए गए उपकरण के साथ ठीक करें, और इसी दबाव (0.66, 0.9 9, 1.32 और 1.98 एमपीए) लागू करें।

निम्नलिखित आंकड़े अलग-अलग दबावों के तहत नए इलेक्ट्रोड के ईआईएस डेटा को दिखाते हैं। निम्नलिखित आंकड़े से, हम पहले यह नोटिस कर सकते हैं कि वक्र और असली भाग (एक्स-अक्ष) के अवरोध केवल उच्चतम दबाव से प्रभावित होते हैं। इस बढ़ जाती है प्रतिबाधा की सतह हिस्सा मुख्य रूप से झिल्ली मध्यवर्ती आवृत्ति और बढ़ते दबाव के साथ कम आवृत्ति अर्धवृत्ताकार प्रसार वक्र से ली गई है, एक निश्चित वृद्धि हुई है, यह दर्शाता है कि इंटरफेस प्रसार इलेक्ट्रोड और उच्च दबाव पर विद्युत गतिकी हैं संयमी होने के बाद, विभिन्न दबावों के तहत बैटरी की आंतरिक प्रतिरोध की वृद्धि क्रम 1.32 एमपीए है।<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.

EIS खोज पाश विश्लेषण के लिए सकारात्मक चक्र (कम पैनल एक) और नकारात्मक (कम पैनल ख) के बाद मुख्य रूप से सकारात्मक और नकारात्मक ओमिक प्रतिरोध से लिथियम आयन बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध और वृद्धि की प्रभारी विनिमय प्रतिबाधा, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड की वजह से वृद्धि करने के लिए देखा जा सकता है ली + प्रसार प्रतिरोध बढ़ता है।

हालांकि बैटरी के विरोध दबाव एक महत्वपूर्ण प्रभाव का उत्पादन होगा, लेकिन दबाव लिथियम आयन बैटरी की क्षमता पर प्रभावित करने के लिए कम से कम है -3 सी दर पर दबाव में प्रत्येक 50% की वृद्धि के लिए, लग रहा था, क्षमता केवल 1.2 के बारे में% की कमी हुई होगी और विभिन्न दबाव के तहत चक्र परीक्षणों से पता चलता के बाद दबाव लिथियम आयनों नीचे बैटरी की क्षमता गिरावट पर एक अलग दबाव प्रभावित करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रभाव नीचे लिथियम आयन बैटरी गिरावट की क्षमता के लिए उत्पन्न होता है। निम्न चित्र एक, 600 चक्र, लिथियम आयन बैटरी के दबाव क्षमता निर्वहन -3 सी के माध्यम से देखा जा सकता है गिरावट का एक महत्वपूर्ण प्रभाव है (छोटे से बड़े की क्षमता में गिरावट 1.32MPa है<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.

आदेश लिथियम आयन बैटरी क्षमता बूंद की विफलता के कारण का विश्लेषण करने के लिए, bdilbariShifa मूसा लिथियम आयन बैटरी चक्र disassembled के बाद किया गया था, और सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड का परीक्षण किया गया, नीचे आकृति नकारात्मक वोल्टेज अंतर वक्र से पता चलता अंजीर के वक्र से।। हमारा देखा जा सकता है, एक नई चरम पर लगभग इलेक्ट्रोड 60mAh / जी, 20-40mAh / जी में स्थानांतरित कर दिया जाता है, गतिविधि की ली नुकसान की उपस्थिति का संकेत है, और कोशिका चक्र कम से कम ऑफसेट 1.32MPa, ली अलग दबाव पर न्यूनतम गतिविधि नुकसान से पता चला शिखर नकारात्मक इलेक्ट्रोड 20-40mAh चक्र नहीं बदला गया है के बाद / जी शिखर 90-100mAh / जी के बीच की दूरी, एक अलग दबाव चक्र नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री के नुकसान पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव दिखाया।

निम्न चित्र सकारात्मक इलेक्ट्रोड और नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता परीक्षण वक्र से पता चलता है, यह चक्र NCM111 इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री के बाद आंकड़े से देखा जा सकता है लगभग कोई नुकसान होता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड चक्र के बाद है, सभी नकारात्मक दबाव चक्र गतिविधि के बारे में 4% में जगह ले लिया है सामग्री नुकसान है, जो पिछले विश्लेषण के अनुरूप है। सारांश दृश्य में, 1.32MPa दबाव लिथियम आयन बैटरी मुख्य कार्य की क्षमता को कम तंत्र नीचे गिरावट ली की गतिविधि नुकसान को कम करने के लिए।

नीचे विभिन्न दबावों (a1.98MPa, 1.32MPa बी, सी 0.99MPa, घ 0.66MPa, ई नई विभाजक) चक्र के बाद अंजीर SEM की विभाजक की, झिल्ली अंजीर चक्र के बाद हुआ है से देखा जा सकता से पता चलता आंशिक गवाक्ष घटना है, जो स्थानीय वर्तमान घनत्व में वृद्धि का कारण बनता है की डिग्री बदलती, त्वरित जीवन लिथियम आयन बैटरी नीचे गिरावट। बंद सेल विभाजक के मामले झिल्ली (नीचे एफ) की ओमिक प्रतिरोध से आंका जा सकता, 1.32MPa पर देखा जा सकता कम से कम चक्र डायाफ्राम ओम प्रतिबाधा, लेकिन यह झिल्ली गवाक्ष bdilbariShifa मूसा चक्र नीचे क्षय के दौरान मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट के अपघटन उत्पादों की वजह से हुई।

ऊपर प्रयोगात्मक परिणामों से, हमने पाया है कि बाहरी यांत्रिक दबाव क्षय ड्रॉप प्रतिबाधा और क्षमता लिथियम आयन बैटरी पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा, और बिजली बैटरी और एक लिथियम आयन सेल बैटरी पैक के बीच कोर के अंदर एक दबाव अंतर होता है घटना है, इस प्रकार वर्तमान गति अंतर और उम्र बढ़ने, जो बैटरी पैक को कम गति के क्षय जीवन में तेजी आएगी, क्रम में इकाई कोशिकाओं, bdilbariShifa मूसा दो इकाई कोशिकाओं के बीच मौजूदा वितरण में विभिन्न दबावों के प्रभाव की जांच के लिए के असमान वितरण में जिसके परिणामस्वरूप आंकड़ा हम सेल में देख सकते हैं से 0.66 एमपीए के दबाव की वजह से समानांतर में जुड़े हुए हैं, और अलग दबाव लागू होते हैं (0.66 एमपीए और 1.32MPa), दोनों के बीच सेल (जैसा कि नीचे दिखाया) में एक मौजूदा वितरण का पता लगाने। तो यह नीचे 1.32MPa, 0.66MPa जिसके परिणामस्वरूप बैटरी एक उच्च राज्य के लिए 1.32MPa बैटरी SoC की तुलना में कम से शुल्क लिया जाएगा वर्तमान बैटरी की तुलना में काफी अधिक है, 0.66MPa ड्रॉप त्वरण के तहत बैटरी जीवन की विफलता के लिए अग्रणी प्रतिबाधा, छोटा है। इस परीक्षण पैटर्न च के परिणामों से साबित किया जा सकता, 0.66MPa 1.32MPa बैटरी बैटरी की क्षमता प्रतिधारण दर से चक्रीय चक्रीय कम बहुत अधिक है, लेकिन बैटरी 1.32MPa साथ को कम गति क्षमता गिरावट जुड़े 0.66MPa और नीचे दो समानांतर गिरावट की 0.66MPa सेल बैटरी की क्षमता बहुत करीब, यह दर्शाता है कि बैटरी के असमान वितरण के कारण वर्तमान अंतर दबाव काफी कम करने की गति विफलता को प्रभावित नहीं करता, बैटरी विफलता ड्रॉप गति मुख्य रूप से दबाव में बैटरी से प्रभावित है।

अतीत में हम अक्सर कि तापमान, मुक्ति गति और गति नीचे बैटरी गिरावट के निर्वहन की गहराई का संबंध है, लेकिन अध्ययन करता bdilbariShifa मूसा को इंगित करता है बैटरी का अध्ययन किया जाएगा यांत्रिक दबाव लिथियम आयन बैटरी विफलता ड्रॉप पर भी उतना ही महत्वपूर्ण प्रभाव के अधीन है यह दर्शाता है कि NCM111 / ग्रेफाइट बैटरी 1.32MPa के लिए एक अच्छा दबाव है, दबाव बहुत बड़ी या बहुत छोटा है पतन काफी तीव्र गति गिरावट के चक्र के दौरान लिथियम आयन बैटरी क्षमता हो सकती है, सुझाव है कि हम भी लिथियम आयन बैटरी डिजाइन की प्रक्रिया पर ध्यान केंद्रित करने की जरूरत है यांत्रिक दबाव बैटरी आवास और बैटरी के लिए एक बैटरी पैक संरचना और प्रभाव एक लिथियम आयन बैटरी की कोशिका चक्र जीवन द्वारा लगाए, लक्षित अनुकूलन के लिए।