กระบวนการลิเธียมและการขยายตัวของอิเลคโทรดแกรไฟต์

ปูดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นปัญหาที่พบบ่อยแบตเตอรี่ขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งและอลูมิเนียมนุ่มลิเธียมปูดเหตุผลแบ่งออกเป็นสองประเภทหนึ่งเซลล์เปลี่ยนแปลงความหนาเนื่องจากปูดชิ้นส่วนเสาที่สองเกิดจากการสลายตัวออกซิเดชันของอิเล็กโทรไล ก๊าซเนื่องจากปูด. ปูดแบตเตอรี่ความหนาของแบตเตอรี่ในการเปลี่ยนแปลงที่มือข้างหนึ่งและความเครียดที่อาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพของแบตเตอรี่, ส่งผลกระทบต่อชีวิตและความน่าเชื่อถือของแบตเตอรี่ในมืออื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีการ จำกัด การออกแบบของกลุ่มแบตเตอรี่

ก๊าซแบตเตอรี่ภายในเป็นสาเหตุสำคัญของการปูดแบตเตอรี่ไม่ว่าจะเป็นวงจรอุณหภูมิแบตเตอรี่วงจรอุณหภูมิถืออุณหภูมิสูงของแต่ละคนซึ่งจะมีองศาที่แตกต่างกันของปูดก๊าซ. จะได้รับการแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากลักษณะของอาการท้องอืดเซลล์ เกิดจากการสลายตัวของอิเล็กโทรไลเกิดขึ้น. มีสองกรณีการสลายตัวของอิเล็กโทรไล, อิเล็กโทรไลเป็นสิ่งสกปรกสิ่งสกปรกโลหะเช่นความชื้นและก๊าซสินค้าอิเล็กโทรไลสลายตัวอื่น ๆ ที่เป็นหน้าต่างไฟฟ้าของอิอยู่ในระดับต่ำเกินไปทำให้เสียค่าใช้จ่าย กระบวนการย่อยสลาย, การแก้ปัญหาไฟฟ้า EC, ธันวาคมได้รับหลังจากอิเล็กตรอนเช่นตัวทำละลายจะผลิตอนุมูลอิสระเป็นผลโดยตรงของการเกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงในการสร้างต่ำเดือดไฮโดรคาร์บอนเอสเทออีเทอร์และ CO2 เช่น

การเปลี่ยนแปลงความหนาของชิ้นขั้วแบตเตอรี่และมีกรณีดังต่อไปนี้:

(1) หลังจากกลิ้งชิ้นส่วนเสาที่วางอยู่บนเด้งเด้งหนาหนาแน่นกระชับมากขึ้นมากขึ้น; ภายใต้ความเครียดเดียวกันมากขึ้นโมดูลัสยืดหยุ่นของกาวที่มีขนาดเล็กชิ้นเสาถือเด้งแห้งจะนำไปสู่ ชิ้นขั้วโลกกระดอนขึ้น

(2) วิธีการแก้ปัญหาไฟฟ้าดูดซึมเสาฟูชิ้นเพิ่มขึ้นความหนาของชิ้นเสา

(3) ในระหว่างค่าใช้จ่ายและการปล่อยลิเธียมอิเล็กโทรเสพผลการขยายตัวในการเปลี่ยนแปลงที่เหนี่ยวนำให้เกิดในพารามิเตอร์ตาข่าย

กระดาษนี้จะอธิบายขั้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและกราไฟท์ขั้วบวกกระบวนการขยายตัวแผ่น lithiated

กราไฟท์และขั้นตอนการขยายตัวเหรียญครึ่งเซลล์ lithiated แสดงในชิ้นมะเดื่อเสาปล่อยแรกของลิเธียมที่เป็นลิเธียมไอออนระหว่างชั้นกราไฟท์ที่มีศักยภาพขั้วไฟฟ้าจะลดลงเรื่อย ๆ ในขณะที่ค่อยๆเพิ่มความหนาบวมชิ้นเสา. กระบวนการทั้งหมด ~ E สามารถแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่ของขั้นตอนที่มีชั้นกราไฟท์ฝังตัวเพื่อเพิ่มปริมาณลิเธียม (x ค่อยๆเพิ่มขึ้น) LixC6 อยู่ในขั้นตอนที่แตกต่างกันหลายตารางที่ 1 แสดงลักษณะของขั้นตอนนี้บาง x หมายถึง LixC6 สารประกอบ เนื้อหาโมลของลิเธียม d คือระยะห่างของตาข่ายพารามิเตอร์ชั้นกราไฟท์ที่เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนเงินยาสลบของลิเธียมการเปลี่ยนแปลงจากระยะไฟท์ลำดับ 2H เมื่อ SOC50% ลง LiC12 กลายเป็น lithiated สมบูรณ์ LiC6, ความจุทางทฤษฎีของ 372mAh / กรัม. นี้ระยะห่างการเปลี่ยนแปลง, d ชั้นค่อยๆเพิ่มขึ้นส่งผลในการเพิ่มความหนาของชิ้นเสา

ในรูปที่ 1 การ lithiation และการขยายตัวในแต่ละขั้นตอนมีดังนี้:

(1) f + E ช่วง: graphitization lithiation แรกช่วงแรงดันไฟฟ้า 800mV-200mV ส่วนใหญ่ SEI กระบวนการก่อตัวภาพยนตร์เสาสายใยชิ้นอนุภาคและ 2H => 1L กระบวนการค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวโดยรวมของชิ้นเสา ประมาณ 1.5%

(2) d + C ช่วงเวลา: ช่วงแรงดันไฟฟ้า 200mV-100mV ส่วนใหญ่ 1L => 4L => 3L กระบวนการเปลี่ยนแปลงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของชิ้นส่วนเสาเป็นประมาณ 1.5%

(3) ช่วง b: แรงดันไฟฟ้า 100mV ในอินเทอร์เน็ตส่วนใหญ่ 3L => 2 กระบวนการในขั้นตอนนี้ชิ้นเสาแทบจะไม่ขยาย

(4) ช่วง: 70mV ที่ที่ราบสูงแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่ 2 => 1 ขั้นตอนในกระบวนการนี้สัมประสิทธิ์การขยายตัวชิ้นส่วนเสาประมาณ 1.2%

จากนั้น delithiated ยกเว้นว่าภาพยนตร์เรื่องนี้จะเกิดขึ้น SEI, ขั้นตอนต่างๆกลับไม่ได้เกือบ. De ดันลิเธียมตามลำดับขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงภายใต้ A, B, C, D, กระบวนการ, e ขั้วโลกชิ้นเพื่อกระบวนการแผ่สอดคล้องกันของ A, B, C, D, อีเห็นในส่วน B, ชิ้นส่วนเสาแทบจะไม่ขยายตัวได้จากตัวเลขความลาดชันของเส้นโค้งการขยายตัวเกือบเป็นศูนย์เฟสส่วนใหญ่ 3L => 2 กระบวนการ. เราสามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงในระยะทางจากชั้นการเปลี่ยนแปลง การขยายตัวของปรากฏการณ์โค้งลาด D อาจสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนชั้นระยะห่างและการเปลี่ยนแปลงในเนื้อหาลิเธียมที่มีการคำนวณโดยสมดังต่อไปนี้ได้มาจากผลการคำนวณดังต่อไปนี้สามารถมองเห็น 3L => 2 การเปลี่ยนความลาดชันอยู่ไกลน้อยกว่ากระบวนการอื่น ๆ และดังนั้นการขยายตัวแทบจะไม่เกิดขึ้น

1 มะเดื่อปล่อยขั้วไฟฟ้ากราไฟท์อิเล็กโทรดขั้นตอนการขยายตัวทางเคมีไฟฟ้า

ภาพที่ 2 แสดงถึงวิวัฒนาการของรูปแบบ XRD ที่วัดได้บนเส้นในระหว่างการปั่นด้ายของกราไฟท์ของลิเธียมสามารถมองเห็นวิวัฒนาการของเฟสต่างๆในกระบวนการของการปลดปล่อยกราไฟท์

รูปที่ 2 รูปแบบ XRD ของการชาร์จและการปลดปล่อยกราไฟท์

มะเดื่อ 3 เป็นกราฟ NMC- ขยายกราไฟท์เซลล์เต็มความจุของอัตราการขยายตัวที่สองของทั้งสองจุดโรคติดเชื้อที่เราได้รับเส้นโค้งการขยายตัวสอดคล้องกับ x = 0.23 และ x = 0.5 ก็เป็นที่ชัดเจนจากตารางที่ 1 ทั้งสองซึ่งสอดคล้องกับตารางที่ 1 3L และสองขั้นตอน. ในระหว่างทั้งสองจุดแบตเตอรี่แทบจะไม่ขยายการขยายตัวเป็นความลาดชันขนาดเล็กมากซึ่งสอดคล้องกับเส้นโค้งไฟท์ขยายตัวของอิเล็กโทรดที่สอดคล้องกับ 3L => 2 การเปลี่ยนแปลงซึ่งลาดชันมีขนาดเล็กกว่ากระบวนการอื่น ๆ ดังนั้นการขยายตัวของแบตเตอรี่ทั้งหมดขึ้นอยู่กับการขยายตัวของอิเลคโทรดแกรไฟต์