Положительные и отрицательные электроды и сепараторы литий-ионных батарей имеют пористую структуру, а такие параметры, как пористость и кривизна электродов и сепараторов, будут влиять на диффузию Li + в них. Механическое давление будет влиять на пористость и завиток пористых материалов. Это оказывает определенное влияние, поэтому механическое давление будет влиять на скорость диффузии Li + в положительном и отрицательном электродах и сепараторе, а затем влиять на электрохимические характеристики литиево-ионных батарей. Этот момент мы имеем в статье «Стремитесь к чуду?» Давление механической электрохимической модели давления «Влияние на электрические характеристики литиево-ионных батарей» подробно обсуждается. Хотя внешнее высокое механическое давление окажет негативное влияние на электрохимические характеристики литий-ионных батарей, но при практическом производстве литий-ионные батареи в основном используют жесткую оболочную структуру Конструкция, поэтому механическое давление трудно избежать при использовании литий-ионных батарей, поэтому нам необходимо более детально понять влияние давления на электрические свойства литиево-ионных батарей и руководствоваться конструкцией литий-ионных батарей.
Недавно Бдильбари Шифа Мусса из Королевского технологического института Швеции подробно изучил снижение мощности и увеличение внутреннего сопротивления литий-ионных батарей при различных давлениях. Было обнаружено, что при увеличении давления сопротивление диффузии Li + в батарее увеличивается. Очевидно, что увеличилось, конечно же, механическое давление не принесло никакой пользы, bdilbari Shifa Mussa обнаружил, что давление 1,3 МПа может помочь уменьшить потерю активного Li, замедлить темпы снижения емкости литий-ионных батарей.
В эксперименте bdilbari Shifa Mussa и др. Использовали однослойную ячейку NCM111 / графит в качестве объекта исследования. Информация о положительных и отрицательных электродных материалах приведена в следующей таблице. Сепаратором экспериментальной ячейки был сепаратор 2320 Селгард с толщиной 20 мкм и пористостью 39%. После фиксации зафиксируйте его с помощью устройства, показанного на рисунке ниже, и примените соответствующее давление (0,66, 0,99, 1,32 и 1,98 МПа).
На следующем рисунке показаны данные EIS импеданса нового электрода при разных давлениях. Из приведенного ниже рисунка мы можем сначала заметить, что перехват кривой и реальной части (по оси Х) зависит только от самого высокого давления. Увеличение импеданса поверхности в основном связано с диафрагмой. Полукруглая и низкочастотная кривые диффузии средней частоты увеличиваются с увеличением давления, что указывает на то, что динамика интерфейса и электрохимическая диффузия электрода находятся при более высоких давлениях. После сдерживания порядок увеличения внутреннего сопротивления батареи при различных давлениях составлял 1,32 МПа.<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.
После положительного цикла (нижняя панель А) и отрицательной (нижняя панель б) для анализа EIS петли обнаружения можно увидеть, чтобы увеличить за счет внутреннего сопротивления ионно-литиевого аккумулятора, главным образом, из положительного и отрицательного омического сопротивления и увеличение перезарядки импеданса, и отрицательным электродом Усиливается диффузионное сопротивление Li +.
Несмотря на то сопротивление давление батареи будет производить значительный эффект, но казалось, что давление, чтобы воздействовать на емкость литий-ионного аккумулятора является минимальным, при каждом увеличении на 50% давления на 3C скорости, емкость будет уменьшилась только около 1,2%, а испытания цикла при различных давлениях показывают , Давление окажет существенное влияние на снижение емкости литий-ионных батарей. На рисунке ниже показано влияние различных давлений на падение мощности литий-ионных батарей. Через 600 циклов разряда 3C вы можете видеть емкость и литий-ионные батареи. Снижение имеет значительный эффект (снижение емкости от малого до большого составляет 1,32 МПа<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.
Для того чтобы проанализировать причину отказа литий-ионной капли емкости батареи, bdilbariShifa Мусса литий-ионная батарея была разобрана после цикла, и были протестированы положительные и отрицательные электроды, рисунок ниже показывает отрицательное дифференциальное напряжение кривой. Из кривой на фиг. Наши можно видеть, новый пик при приблизительно электроду 60mAh / г, сдвигается в 20-40mAh / г, что указывает на присутствие Li потери активности и клеточного цикла смещения мере 1.32MPa, Ли показали минимальную потерю активности при различных давлениях Расстояние между пиком 20-40 мАч / г и пиком 90-100 мАч / г отрицательного электрода после цикла не изменилось, что указывает на то, что различные циклы давления не окажут существенного влияния на потерю активного материала отрицательного электрода.
На следующем рисунке показаны кривые мощности для положительного и отрицательного электродов. Из рисунка видно, что после цикла на электроде NCM111 практически не происходит потери материала, и после того, как отрицательный электрод циклируется, около 4% отрицательного электрода рециркулируется при всех давлениях. Потери материала, что согласуется с предыдущим анализом. Таким образом, давление 1,32 МПа для снижения падения мощности литиево-ионного аккумулятора является основным механизмом действия для уменьшения потери активного Li.
На следующем рисунке показано изображение SEM сепаратора после циклического переключения при различных давлениях (a1,98 МПа, b 1,32 МПа, c 0,99 МПа, d 0,66 МПа, новая диафрагма). Из рисунка видно, что циркулирующая диафрагма произошла. Различные степени частичного явления закрытых ячеек, которые приведут к увеличению локальной плотности тока, ускорят снижение срока службы литий-ионной батареи. Состояние закрытой ячейки диафрагмы можно судить по омическому сопротивлению диафрагмы (f) и можно увидеть под 1,32 МПа Омическое сопротивление циркулирующей диафрагмы минимально, но bdilbariShifa Mussa полагает, что обтуратор перегородки в основном вызван продуктом разложения электролита во время процесса кровообращения.
Из приведенных выше экспериментальных результатов мы обнаружили, что внешнее механическое давление оказывает существенное влияние на полное сопротивление и деградацию емкости литий-ионных батарей, а в литиево-ионных аккумуляторах и между ячейками аккумуляторной батареи наблюдается неравномерное давление. Феномен, приводящий к неравномерному распределению тока и скорости старения, что ускорит скорость снижения срока службы батареи, чтобы изучить влияние различного давления на распределение тока между ячейками, bdilbariShifa Mussa будет представлять собой две отдельные ячейки Параллельно подключается и применяет различные значения давления (0,66 МПа и 1,32 МПа) для обнаружения распределения тока между двумя батареями (как показано на рисунке ниже). Из рисунка мы видим батарею из-за давления 0,66 МПа. Импеданс мал, поэтому ток значительно выше, чем батарея под 1,32 МПа, что приведет к тому, что аккумулятор под 0,66 МПа зарядится до более высокого состояния SoC, чем батарея под 1,32 МПа, а затем приведет к ускорению работы аккумулятора до 0,66 МПа. Эта точка может быть подтверждена результатами испытаний на следующем рисунке f, 1,32 МПа в течение цикла батареи, чем у 0,6 МПа, срок хранения аккумуляторной батареи намного выше, но с батареей 1,32 МПа Скорость затухания емкости батареи 0,66 МПа от Lian очень близка к мощности двух батарей с параллельным подключением 0,66 МПа. Это показывает, что неравномерное распределение тока, вызванное различными давлениями, существенно не влияет на скорость распада батареи, а батарея распадается. На скорость в основном влияет давление на батарею.
В прошлом мы часто фокусировались на влиянии температуры, скорости заряда / разряда и глубине заряда / разряда на скорость распада клеток. Однако исследования bdilbari Shifa Mussa показывают, что механическое напряжение на батарее также оказывает существенное влияние на спад литий-ионных батарей. Это показывает, что 1,32 МПа является хорошим давлением для аккумулятора NCM111 / графита. Если давление слишком велико или слишком мало, литий-ионная батарея будет испытывать более быстрое снижение производительности во время цикла, что говорит о том, что нам нужно обратить внимание на конструкцию литий-ионной батареи. Влияние механического напряжения аккумуляторной батареи и структуры аккумуляторного блока на ячейку и аккумуляторную батарею для жизни литиево-ионного аккумулятора, целевая оптимизация.
