Gaseamento problema é muito comum no electrólito líquido utilizando uma bateria de iões de lítio, uma bateria de iões de lítio geralmente gás ocorre principalmente em duas etapas: na primeira etapa em, continuar como Li + encaixada no eléctrodo negativo, o potencial do eléctrodo negativo diminui gradualmente, quando um potencial negativo é reduzida para cerca de 1V, por exemplo solução electrolítica solvente CE, e um aditivos electrólitos, tais como VC, FEC, etc começou decomposição redutora sobre a superfície de eléctrodo negativo, o filme sEI é formado como a conhecemos, e produz CO, CO 2, C2H4Outros gases, de modo suave bateria de iões de lítio pacote no processo de produção vai ser reservados para a câmara de gás, e o gás é descarregado depois do gás; mais segundo gás fase ocorre principalmente por meio de utilização indevida de uma carga da bateria de iões de lítio , o electrólito líquido irá não só ter lugar a uma menor decomposição potencial de redução, oxidação e decomposição irá ocorrer na superfície do cátodo, quando o potencial for demasiado elevado, por exemplo, que têm relatado anteriormente, Y. Fernandes Universidade Nacional de Orleans e outro estudo francês mostrou que o lítio O gás principal liberado durante a sobrecarga da bateria de íons contém CO 2 (47%) , H2 (23%) , C2H4 (10%), CO (4,9%) e C 2H5F (4.6%) (Que tipo de gás é gerado na bateria de íon de lítio durante a sobrecarga?) Embora seja acompanhado pela produção contínua de gás durante o ciclo da bateria de íon de lítio, é menor que a produção de gás nesses dois estágios. Mais.
Em geral, nós acreditamos que a produção de gás é a utilização de 'patente' electrólito líquido baterias de iões de lítio, enquanto que a utilização da bateria de iões de lítio de electrólito sólido, uma vez que o electrólito sólido é preferencialmente estável e não propenso à decomposição, acreditamos que é geralmente todo-sólido baterias de lítio nenhum gás no entanto Karlsruhe Institute of Technology Timo Bartsch (primeiro autor, comunicação autor), Jürgen Janek (autor) e estudo Torsten Brezesinski (autor) mostrou alta material de cátodo camadas Ni e bateria de tiofosfato de tudo-sólido do sistema de electrólito sólido ainda irá produzir CO após a tensão de carga excede 4.5V 2E o 2, Pesquisas adicionais indicam CO 2Carbonatos de decomposição de matéria principalmente a partir da superfície do eléctrodo positivo, e ó 2É principalmente a partir da decomposição do material de eléctrodo positivo de níquel de fase a granel elevada.
experimento Timo Bartsch NCM622 empregue como o material de cátodo, p-Li 3PS 4À medida que o electrólito, de metal Na e Li 4Ti 5O12Como eléctrodo negativo. NCM622 sabemos que o material está exposto ao ar, com a humidade atmosférica e CO 2Reage com a superfície das partículas do Li 2CO 3De modo a reduzir as impurezas carbonatadas na superfície das partículas, Timo Bartsch tratou termicamente o material NCM622 a 740 ° C durante 2 h numa atmosfera de oxigénio, O teste de titulação mostrou Li na superfície do material NCM622. 2CO 3Conteúdo diminuiu de 0,09% a 0,03%, mas NCM622 materiais β-Li3PS4 a célula completa composição de tratamento, durante a primeira carga irá provocar a decomposição do electrólito sólido, ciclo causando aumento de polarização, de modo que Timo Bartsch NCM622 Li adequado na superfície do material 2CO 3Para a interface estável é muito necessário. Por conseguinte, em experiências subsequentes, o método de traçador 13C isótopo de gerar uma camada de Li que contém 95% da superfície das partículas NCM622 213CO 3Camada (teor de cerca de 0.72wt%), usado para controlar a fonte de todas as-solid-state gases de bateria.
Após NCM622 material de electrólito sólido constituída pelo isotopicamente rotulados como de bateria, e em seguida a 45 ℃, entre 2.9-5.0V, pequena taxa de 20 / C é circulado, enquanto se monitorizava o espectrómetro de massa utilizando os gases gerados. Na primeira TimoBartsch no metal como um eléctrodo negativo para o teste, de carga e descarga durante o primeiro carregamento de material NCM622 capacidade específica 240mAh / g, a capacidade de descarga foi de 204mAh / g, rendimento inicial de 85% foi encontrada no todo-sólido bateria acima descrito detectado por um espectrómetro de massa in situ O principal gás produzido durante o uso é H 2CO 2E o 2onde H 2Apenas produziu um pico muito acentuado no momento da energização, o autor acredita que isso se deve principalmente à decomposição do traço de água no sistema. 2É gerado em cada ciclo, quando a tensão atinge 4,5V no primeiro ciclo, O 2Comece a liberar, quando a maior tensão de corte for atingida, 2A quantidade liberada é maximizada, seguida por vários ciclos de O 2A quantidade de produção é significativamente reduzida, o autor acredita que isso é principalmente devido à decomposição e liberação de materiais NCM em alto SoC. 2Causado por.
De CO 2Em termos de liberação, após uma tensão de 4,0V, um pequeno pico de liberação aparece, e então uma grande quantidade de liberação começa depois que a tensão atinge 4,5 V. Do espectro de massa, o CO liberado pode ser visto. 213CO marcado com isótopo 2, uma pequena quantidade de 12CO ordinários 2, que é gerado a partir da superfície das partículas NCM622 2CO 3Ingredientes (95% Li 213CO 35% do Li comum 2CO 3Consistente, isso indica CO em uma bateria totalmente sólida 2Li principalmente a partir da superfície de partículas de material NCM622 2CO 3Decomposição, com O 2O mesmo na primeira carga e descarga CO 2A maior quantidade de produção, CO nos próximos dois ciclos 2A produção diminuiu gradualmente, mas o autor também notou um detalhe aqui, o CO detectado nos três primeiros ciclos. 2A quantidade total de gás é apenas a superfície das partículas NCM622 Li 2CO 3A quantidade total é de cerca de 7%, o que pode ser causado por dois motivos: primeiro, a taxa de decomposição do carbonato na bateria totalmente sólida é muito mais lenta ou o gás gerado interage com o eletrólito sólido e ocorre adsorção física ou química. No entanto, em qualquer caso, a produção de gás de todas as baterias de estado sólido é muito menor do que a das baterias de íon-lítio com eletrólito líquido, o que é uma clara vantagem de eletrólitos totalmente sólidos.
O trabalho de Timo Bartsch nos fez perceber que mesmo todas as baterias de estado sólido ainda podem enfrentar problemas de produção de gás, para materiais NCM622 e β-Li 3PS 4Um sistema de bateria totalmente em estado sólido que consiste em um eletrólito e um metal Em eletrodo negativo, produzindo principalmente CO durante o ciclo 2E o 2Dois gases, dos quais CO 2Li principalmente a partir da superfície de partículas NCM622 2CO 3Decomposição, O 2Principalmente a partir da decomposição do material NCM622, o que mostra que devemos também prestar atenção ao problema de produção de gás no projeto de todas as baterias de estado sólido, para evitar o impacto do gás gerado durante o ciclo no desempenho da bateria.
