انتفاخ بطارية ليثيوم أيون هو مشكلة شائعة، حزمة بطارية كبيرة خاصة والألومنيوم لينة، وأسباب الليثيوم انتفاخ تنقسم الى فئتين، خلية واحدة تغيير سماكة بسبب انتفاخ قطعة القطب، والثاني هو بسبب التحلل التأكسدي للبالكهرباء الغاز بسبب انتفاخ. انتفاخ البطارية، وسمك البطارية من ناحية والإجهاد التغييرات واحدة قد تسبب تغيرات في أداء البطارية، وتؤثر سلبا على الحياة والاعتماد على البطارية من ناحية أخرى أيضا تقييد تصميم مجموعة البطارية.
الغاز البطارية الداخلي هو أحد أهم أسباب انتفاخ البطارية، إذا كانت درجة حرارة البطارية دورة المحيطة، دورة درجة الحرارة، وارتفاع درجة حرارة الانتظار، كل واحد والتي سيكون لها درجات مختلفة من انتفاخ الغاز. وقد ثبت أنه نظرا لطبيعة انتفاخ البطن خلية ويرجع ذلك إلى تحلل بالكهرباء يحدث. هناك نوعان من حالات تحلل بالكهرباء، والكهارل هو الشوائب، والشوائب المعدنية مثل الرطوبة والغاز المنتج بالكهرباء التحلل، والآخر هو الإطار الكهروكيميائية للالمنحل بالكهرباء منخفض جدا، مما أدى إلى تهمة عملية التحلل، والحل الكهربائي EC، حصل ديسمبر بعد هذه الإلكترونات المذيبات سوف تنتج الجذور الحرة، هو نتيجة مباشرة لرد فعل جذري لتوليد منخفضة الغليان الهيدروكربونات، استرات، الاسترات، ومثل CO2.
تباين سمك القطب بطارية قطعة وهناك من الحالات التالية:
(1) بعد المتداول قطعة القطب، ويستريح على انتعاش، كثافة المتراصة أكبر سمك أكبر انتعاش، تحت نفس الضغط، وكلما زاد معامل المرونة لاصقة، وأصغر القطع القطب عقد انتعاش، والتجفيف سيؤدي إلى انتعشت قطعة القطب.
(2) وكهربائيا امتصاص حل القطب قطعة تتضخم، مما يزيد من سماكة القطع القطب.
(3) أثناء الشحن والتفريغ، والليثيوم إقحام النتائج التوسع الكهربائي في التغييرات التي يسببها في معلمات شعرية.
توضح هذه الورقة يثيوم أيون القطب البطارية وlithiated الجرافيت الأنود عملية توسيع لوحة.
الجرافيت، وlithiated عملية التوسع عملة نصف الخلية هو مبين في الشكل القطب قطعة، إفرازات الأول من الليثيوم، كما أيونات الليثيوم بين طبقات الجرافيت، وتدريجيا إمكانات الكهربائي، مع زيادة تدريجيا سمك تورم قطعة القطب. العملية برمتها و~ ويمكن تقسيم الإلكترونية في عدد وافر من المراحل، مع طبقة الجرافيت جزءا لا يتجزأ لزيادة محتوى الليثيوم (X يزيد تدريجيا)، LixC6 موجودة في عدة مراحل مختلفة، الجدول 1 قوائم بعض خصائص هذه المرحلة، س يمثل LixC6 مجمع محتوى المولي من الليثيوم، d هو المباعدة بين المعلمة شعرية طبقة الجرافيت، كما يزيد من كمية المنشطات من الليثيوم، وهو الانتقال من بالتتابع 2H المرحلة الجرافيت، عندما SOC50٪، في LiC12، يصبح lithiated تماما LiC6، قدرة النظرية من 372mAh / ز. هذا التحول، د طبقة تباعد يزيد تدريجيا، مما أدى إلى زيادة سمك القطع القطب.
في الشكل 1 ، تكون عمليتا الترصيص والتوسع في كل مرحلة كما يلي:
(1) و + ه المدى: graphitization lithiation الأول، ومدى الجهد 800mV-200mV، وذلك أساسا SEI فيلم عملية تشكيل، والقطب إعادة ترتيب قطع الجسيمات، و2H => 1L العملية، ومعامل التمدد العام للقطع القطب حوالي 1.5 ٪.
(2) د + ج الفاصلة: مدى الجهد 200mV-100mV، وذلك أساسا 1L => 4L => عملية التحول 3L، القطب معامل قطعة التوسع نحو 1.5٪.
(3) b الفاصل: على منصة الجهد 100mV ، تحدث العملية الرئيسية 3L => 2. في هذه العملية ، بالكاد يتسع قطعة القطب.
(4) نطاق: في منصة الجهد 70mV ، تحدث العملية الرئيسية = 1 = 1. في هذه العملية ، فإن معدل التمدد لقطعة القطب هو حوالي 1.2٪.
ثم delithiated، إلا أنه يتم تشكيل فيلم SEI، والمراحل المختلفة لا رجعة فيه تقريبا. دي ضغط الليثيوم عملية التغيير بالتتابع تعرض لأ، ب، ج، د، ه عملية، والمقابلة القطب قطعة أجل عملية المتوسع من A، B، C، D، E. ينظر في قسم B، وقطعة القطب يكاد يوسع من هذا الرقم، والمنحدر من منحنى التوسع هو ما يقرب من الصفر، المرحلة أساسا 3L => 2 العملية. نحن يمكن أن يفسر هذا التغير في المسافة من الطبقة الانتقالية قد، وفقا للتغييرات مرحلة طبقة التباعد والتغييرات في محتوى الليثيوم يتم احتساب ظاهرة منحنى توسيع منحدر D بالمعادلة التالية المستمدة من نتائج العملية الحسابية التالية يمكن أن يرى، 3L => 2 الانتقال المنحدر هو أقل بكثير من العمليات الأخرى، وبالتالي، يحدث توسع بالكاد.
Fig.1 عملية التوسع الكهروكيميائية من الكهربائي الجرافيت الشحن والتفريغ الكهربائي
يبين الشكل 2 تطور نمط XRD الذي تم قياسه على الإنترنت أثناء توهج الليثيوم من الجرافيت ، ويمكن أن يرى بصريا تطور مراحل مختلفة في عملية إزالة الجرافيت.
الشكل 2 نمط XRD عبر الإنترنت لعملية شحن الجرافيت والتفريغ
FIG 3 هو الرسم البياني NMC- الجرافيت الموسعة خلية كاملة، وقدرة نسبة التوسع الثانوية للنقطة انعطاف اثنين، نحصل على منحنى التوسع، الموافق س = 0.23 و x = 0.5، يتضح من الجدول رقم 1، وكلاهما تتوافق مع الجدول 1 3L والمرحلتين. بين هاتين النقطتين، وبطارية لا يكاد يتسع، وتوسيع هو منحدر صغير جدا، وهو ما يتسق مع منحنى الجرافيت التوسع القطب الموافق 3L => 2 الانتقالية التي المنحدر أصغر بكثير من العمليات الأخرى. لذلك ، تعتمد عملية توسيع البطارية بأكملها بشكل رئيسي على توسع القطب الكهربائي.
