Le gonflement des batteries au lithium-ion est un problème courant, en particulier pour les grosses batteries en aluminium et les batteries souples.Le bombement de la batterie au lithium se divise en deux catégories: le gonflement dû à la variation d'épaisseur Le renflement causé par la production de gaz Le gonflement des piles, d’une part, l’épaisseur et les contraintes de la batterie peut entraîner des modifications des performances de la batterie, affectant négativement la durée de vie et la fiabilité de la batterie.
gaz de la batterie interne est une cause importante de bombement de la batterie, si le cycle de la température ambiante de la batterie, le cycle de température, maintien de la température élevée, dont chacun aura différents degrés de gaz bombement. Il a été démontré que, en raison de la nature de flatulences cellulaire est due à la décomposition de l'électrolyte se produit. il y a deux cas de décomposition de l'électrolyte, l'électrolyte est un des impuretés, les impuretés métalliques telles que l'humidité et le gaz produit de décomposition de l'électrolyte, l'autre est la fenêtre électrochimique de l'électrolyte est trop faible, ce qui entraîne la charge procédé de décomposition, une solution électrolytique EC, DEC obtenu après solvant tel électrons vont produire des radicaux libres, est une conséquence directe de la réaction radicalaire des hydrocarbures pour générer un bas point d'ébullition, des esters, des éthers, et le CO2 analogues.
Il y a plusieurs changements dans l'épaisseur de la pièce polaire de la batterie:
(1) Après avoir roulé la pièce polaire, l’épaisseur rebondit quand elle est laissée, et plus la densité de compactage est grande, plus le rebond est important, plus le module élastique de la La pièce polaire a rebondi.
(2) La pièce polaire absorbe le gonflement de l'électrolyte et augmente l'épaisseur de la pièce polaire.
(3) L'insertion de lithium provoque une expansion de l'électrode causée par des changements dans les paramètres du réseau pendant la charge et la décharge.
2. Cet article présente principalement l'ionisation au lithium et le processus d'expansion de la pièce polaire de l'anode au graphite de la batterie au lithium-ion.
Le graphite, et le processus d'expansion de la demi-cellule de pièce de monnaie lithié représenté sur la pièce polaire la figure, une première décharge du lithium, comme des ions lithium entre les couches de graphite, le potentiel d'électrode est progressivement réduite, tandis que l'épaisseur augmente progressivement gonflement pièce polaire. L'ensemble du processus a ~ e peut être divisé en une pluralité d'étages, avec une couche de graphite intégré pour augmenter la teneur en lithium (x augmente progressivement), présente LiXC6 en plusieurs phases différentes, le tableau 1 donne quelques caractéristiques de cette phase, x représente un LiXC6 composé teneur molaire en lithium, d est la distance entre le paramètre de maille de la couche de graphite, augmente à mesure que la quantité de dopage de lithium, une transition de la phase de graphite séquentiellement 2H, quand SOC50%, en LiC12, devient complètement lithié LiC6, une capacité théorique de 372mAh / g. de cette transition, espacement de couche d augmente progressivement, ce qui entraîne l'augmentation de l'épaisseur des pièces polaires.
Dans la figure 1, les processus de lithiation et d'expansion à chaque étape sont les suivants:
(1) f + gamme e: graphitisation premier lithiation, la plage de tension 800mV-200mV, principalement processus de formation de film SEI, le réarrangement des particules des pièces polaires, et le processus 2H => 1L, le coefficient global de dilatation des pièces polaires Environ 1,5%.
(2) d + intervalle C: la plage de tension de 200 mV-100mV, principalement 1L => 4L => processus de transformation de 3L, le coefficient de dilatation de la pièce polaire est d'environ 1,5%.
(3) intervalle b: sur la plate-forme de tension 100 mV, le processus principal se produit 3L => 2. Dans ce processus, la pièce polaire se dilate difficilement.
(4) une gamme: dans la plate-forme de tension 70 mV, le processus principal 2 => 1 se produit, dans lequel le taux d'expansion de la pièce polaire est d'environ 1,2%.
Puis delithiated, excepté que le film SEI est formé, les différentes étapes est presque irréversible. Procédé De la variation lithium pression séquentiellement soumis à a, b, c, d, procédé e, la commande de processus d'extension de la pièce polaire correspondante de A, B, C, D, E. vu dans la section B, la pièce polaire est dilate peu à partir de la figure, la pente de la courbe d'expansion est presque nulle, la phase principalement processus 3L => 2. on peut expliquer ce changement dans la distance de la couche de transition pente courbe de dilatation phénomène D peut, en conformité avec les changements de phase d'écartement de la couche et les changements dans la teneur en lithium est calculée par l'équation suivante dérivée à partir des résultats de calcul suivantes peuvent être vus, 3L => 2 pente de transition est beaucoup moins que d'autres procédés et, par conséquent, l'expansion se produit à peine.
Fig.1 Procédé d'expansion électrochimique d'une électrode de charge et de décharge d'électrode en graphite
La figure 2 montre l'évolution du diagramme de DRX mesurée en ligne au cours de la désintercalation du graphite du lithium et permet d'observer l'évolution des différentes phases du processus de délithiation du graphite.
Figure 2 Modèle DRX en ligne du processus de charge et de décharge du graphite
La figure 3 est un graphique NMC- cellule de graphite expansé plein, la capacité du taux d'expansion secondaire des deux points d'inflexion, on obtient la courbe d'expansion, ce qui correspond à x = 0,23 et x = 0,5, il est clair d'après le tableau 1, tous les deux, qui correspondent au tableau 1 3L et les deux phases. entre ces deux points, la batterie augmente à peine, l'expansion est très faible pente, ce qui correspond à une courbe d'extension de l'électrode de graphite, ce qui correspond à 3L => 2 transition, qui pente beaucoup plus faible que les autres processus. Par conséquent, le processus d'expansion de la batterie entière dépend principalement de l'expansion de l'électrode en graphite.
