Die Gasproduktion ist in Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyt sehr verbreitet, in der Regel ist die Lithium-Ionen-Batterie-Produktion vor allem in zwei Stufen: die erste ist die Phase, mit Li + kontinuierlich in die Anode eingebettet, das negative Potenzial sinkt allmählich, wenn das negative Potenzial auf etwa 1V sinkt, das Lösungsmittel im Elektrolyt wie EC 2, C2H4Sowie Zusatzstoffe im Elektrolyt, wie VC, FEC, etc. begannen sich auf der Anoden Oberfläche zu zersetzen, bildeten den SEI-Film, den wir kennen, und produzieren Co, CO Und so weiter, so dass die Soft-Pack Li-Ion-Batterie im Produktionsprozess wird Gaskammer reserviert werden, und im Gas nach der Gasentladung; Die zweite Stufe der Gasproduktion ist vor allem im Fall von Lithium-Ionen-Batterien aufgrund der unsachgemäßen Verwendung der Überlastung, flüssigen Elektrolyt nicht nur in geringem Potenzial, wenn die Verringerung der Zersetzung, das Potenzial ist zu hoch, wenn die Anode Oberfläche Oxidation Zersetzung, wie wir bereits berichtet haben, die französische National Orleans University of Y. 2 (47%) , H2 (23%) , C2H4 Fernandes und andere Studien zeigen, dass die wichtigsten Gase, die während des Überlastung von Lithium-Ionen-Batterien freigesetzt werden, Co (10%), CO (4,9%) 2H5und C F (4,6%) (Welches Gas produziert die Lithium-Ionen-Batterie im überladen?)
, während der Lithium-Ionen-Akku-Zyklus von einer nachhaltigen Gasproduktion begleitet wird, ist er deutlich kleiner als die beiden Phasen. Im Allgemeinen sind wir der Meinung, dass die Gasproduktion die Verwendung von flüssigem Elektrolyt Lithium-Ionen-Akku "Patent" ist, und die Verwendung von soliden Elektrolyt-Lithium-Ionen-Batterien, wegen der soliden Elektrolyt-Stabilität, nicht leicht zu zersetzen, so dass wir im allgemeinen glauben, dass alle-Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien nicht Gas produzieren Doch Studien von Timo Bartsch vom Karlsruher Institut für Technologie in DeutschLand (erster Autor, Kommunikations Autor), Jürgen Janek (Kommunikations Autoren) und Torsten Brezesinski (Kommunikations Autoren) zeigen, dass der Einsatz von hohen NI-geschichteten Kathodenmaterialien und Schwefel Phosphat festen Elektrolyt Systemen 2Alle-Festkörper-Batterien produzieren immer noch ein Co, nachdem die Ladespannung 4,5 V überschreitet 2und O 2haben weitere Studien gezeigt, dass CO 2Vor allem aus der Zersetzung von Karbonat auf der Oberfläche des Kathoden Materials, und O
ist vor allem aus der Zersetzung der hohen Nickel-Kathoden-Material Phase. 3Im Experiment verwendete Timo Bartsch NCM622 als Kathoden Material, β-Li 4Ps 4Als Elektrolyte, mit Metall in und Li 5O12Ti Als negativ. 2Wir alle wissen, dass, wenn NCM622 Material der Luft ausgesetzt ist, es mit Feuchtigkeit in der Luft verbunden ist und Co 2Reagieren Sie auf die Produktion von Li auf der Oberfläche der Partikel 3Co 2, um die Verunreinigungen der Partikel Oberfläche zu reduzieren, wird Timo Bartsch NCM622 Material bei 740 ℃ hohe Temperatur, Sauerstoff Umgebungs Wärmebehandlung 2H, die Verwendung von Titration Test zeigt, dass die NCM622 Materialoberfläche Li 3Co Der Inhalt verringerte sich von 0,09% auf 0,03%, aber nach der Behandlung der NCM622 Material und Β-LI3PS4 aus der gesamten Batterie zusammengesetzt, während der ersten Ladung des Prozesses wird eine feste Elektrolyt-Zersetzung verursachen, was dazu führt, dass der Zyklus der Polarisierung erhöht, so Timo 2Bartsch, dass die NCM622 materielle Oberfläche geeignet Li 3Co Es ist immer noch sehr notwendig, die Schnittstelle zu stabilisieren. 213Daher wurde in anschließenden Experimenten die Isotopen Tracer-Methode eingesetzt, um eine Schicht mit 95% 13C Li auf der Oberfläche des NCM622 Teilchens zu erzeugen. 3Co
Schicht (Inhalt von ca. 0,72 WT%), die verwendet wird, um die Herkunft von Gasen in allen Festkörper Batterien zu verfolgen. Das Isotop-beschriftete NCM622-Material und der feste Elektrolyt bilden eine Flocken Batterie, und dann im 45 ℃ die 2,9-5,0 v zwischen der c/20, die kleine Vergrößerung des Zyklus und die Verwendung von Massenspektrometern zur Überwachung der Gasproduktion. Zunächst wird der Timobartsch als negativelektrode mit Metall getestet, das Ladungs Verhältnis von NCM622 Material beträgt 240mah/g, die Entladekapazität beträgt 204mah/g, und der erste Wirkungsgrad beträgt 85% während des ersten Lade-und Entladevorgangs. 2Die vor-Ort-Erkennung durch Massenspektrometer ergab, dass die oben genannten voll Zustands Batterien bei der Verwendung des von H produzierten Haupt Gases 2Co 2und O 2, wo H Gerade ein sehr scharfer Gipfel wurde im Augenblick der Macht produziert, was nach Ansicht der Autoren vor allem an der Zersetzung des Spuren Wassers im System liegt. 2und O 2wird in jedem Zyklus erzeugt, wenn die Spannung im ersten Zyklus 4,5 V erreicht hat O 2Wenn die maximale Cut-Off-Spannung erreicht ist, wird das O 2Der Veröffentlichungs Betrag erreicht das Maximum, gefolgt von ein paar Zyklen O 2, glauben die Autoren, dass dies vor allem das NCM-Material in der High SOC, Absetzung Release O
Verursacht. 2Von Co 2Release, ein kleiner Release-Peak tritt auf, nachdem die Spannung 4,0 V erreicht hat, und beginnt dann, die Masse freizugeben, nachdem die Spannung 4,5 V erreicht hat, was von der Massenspektrometrie aus gesehen werden kann, wodurch die CO 2Arten sind vor allem Isotopen-beschriftet 13CO 2, eine kleine Menge normaler 12CO 2, die mit der NCM622 Partikel Oberfläche erzeugt wird, Li 3Co 213Zutaten (95% der Li 3Co 2, 5% der gewöhnlichen Li 3Co 2), was darauf hindeutet, dass das CO in ganz festen-staatlichen Batterien 2Vor allem von der NCM622 Materialpartikel Oberfläche von Li 3Co 2Zersetzung, mit O 2Gleiches gilt für die erste Ladung und Entlastung der CO 2Das Produktionsvolumen ist das größte, gefolgt von den beiden Zyklen der CO wurde nach und nach reduziert. 2Aber der Autor bemerkte auch hier ein Detail, das das CO in den ersten drei Zyklen erkannte 2Das Gesamt Gas ist nur NCM622 Partikel Oberfläche Li 3Co Etwa 7% der Gesamtsumme, was zwei Gründe haben kann: Erstens ist die zersetzungs Rate von Karbonat in voll-Festkörper Batterien viel langsamer; Oder das daraus resultierende Gas interagiert mit dem festen Elektrolyt, bei dem physikalische Adsorption oder chemische Adsorption stattfindet.
Aber auf jeden Fall ist die gesamte Festkörper Batterie-Produktionskapazität im Vergleich zu flüssigen Elektrolyt-Lithium-Ionen-Batterien viel kleiner, was ein klarer Vorteil von ganz festem Elektrolyt ist. 3Die Arbeit von Timo Bartsch hat uns klar gemacht, dass auch alle-Festkörper-Batterien noch vor dem Problem der Gasproduktion stehen können, für NCM622-Materialien und Β-Li 4Ps 2Ein voll-Festkörper-Batteriesystem, bestehend aus einem Elektrolyt und einem Metall in Anode, das die Co während des Zyklus produziert 2und O 2Zwei Arten von Gasen, von denen Co 2HauptSächlich von der NCM622 Partikel Oberfläche von Li 3Co 2Die Zersetzung, O
