Khi sạc
pin lithium ion Kết tủa Lithium không chỉ làm giảm hiệu suất của pin và rút ngắn tuổi thọ chu kỳ đáng kể mà còn hạn chế khả năng sạc nhanh của pin và có thể gây ra những hậu quả tai hại như cháy, nổ.
Trong một loạt các bài viết, chúng tôi sẽ thảo luận về các vấn đề từ quy mô vĩ mô của pin lithium-ion, điều kiện làm việc, độ dốc tồn tại trong pin, kiểm tra điện hóa, kiểm tra an toàn, v.v.), quy mô vi mô (điện cực, hạt, cấu trúc vi mô, v.v. .) và quy mô nguyên tử (nguyên tử, ion, phân tử, hàng rào năng lượng hoạt hóa, v.v.). Hôm nay chúng ta sẽ thảo luận về các bằng chứng thực nghiệm về tác dụng phụ của việc lắng đọng lithi được thu thập từ các góc độ khác nhau:
Bằng cách so sánh các pin lithium-ion với cùng một kiểu máy, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng phản ứng phụ của sự lắng đọng lithium làm cho pin có tốc độ lão hóa nhanh hơn và dung lượng pin, mật độ năng lượng và hiệu suất năng lượng của nó bị suy giảm đáng kể.
1. Phát hiện mức độ của phản ứng phụ lắng đọng liti bằng cách phân tích hiệu suất kết hợp: cơ chế lão hóa pin liên quan đến phản ứng phụ lắng đọng lithium làm giảm hiệu suất kết hợp của pin. Do đó, đây là một phương pháp khả thi để theo dõi mức độ phản ứng phụ lắng đọng lithium bằng cách đo chính xác hiệu suất kết hợp của pin lithium-ion. Liti kim loại được tạo ra trong phản ứng phụ của sự lắng đọng liti phản ứng với chất điện phân tạo thành màng SEI, làm giảm hiệu suất kết hợp. Cần lưu ý rằng việc giảm hiệu suất coulomb không hoàn toàn do phản ứng phụ của sự lắng đọng lithi. Ví dụ, sự rơi ra của các vật liệu hoạt động của điện cực, sự hình thành của màng SEI và sự tắc nghẽn của các vi bào tử trên bề mặt điện cực sẽ làm tăng điện trở bên trong của pin và gây mất dung lượng không thể phục hồi. Những hiện tượng này sẽ làm giảm hiệu suất coulomb.
2. Năng lượng hoạt hóa biểu kiến của phản ứng phụ lắng đọng liti thu được bằng cách phân tích đường cong Arrhenius: đường cong Arrhenius có thể thu được từ đường cong suy giảm dung lượng ở các nhiệt độ khác nhau bằng cách thử nghiệm chu kỳ phóng điện của pin lithium-ion ở các nhiệt độ khác nhau (xem hình bên dưới). Khi nhiệt độ cao, phản ứng phụ lắng đọng liti không xảy ra, sự hòa tan của các vật liệu hoạt động tích cực và sự hình thành màng SEI trên bề mặt của các điện cực âm và dương tăng tốc cùng với sự gia tăng của nhiệt độ, và tốc độ lão hóa của pin cũng tăng tốc; Khi nhiệt độ thấp, trên sân khấu xuất hiện phản ứng phụ lắng đọng liti làm thay đổi cơ chế lão hóa đột ngột. Bởi vì phản ứng phụ của sự lắng đọng lithium ngày càng trở nên gay gắt hơn khi nhiệt độ giảm, tốc độ lão hóa của pin tăng nhanh khi nhiệt độ giảm. Tóm lại, đường cong Arrhenius của pin lithium ion có hình chữ V như trong Hình 4 và độ dốc của nó là giá trị âm (- EA) của năng lượng kích hoạt biểu kiến trong quá trình lão hóa. Phản ứng phụ của sự lắng đọng liti có năng lượng hoạt hóa biểu kiến âm.
3. Phân tích phản ứng tiến hóa liti bằng đường cong điện áp
3.1 phân tích phản ứng kết tủa lithium bằng cách sử dụng nền tảng điện áp của đường cong phóng điện: nếu phản ứng phụ lắng đọng lithium xảy ra trong quá trình sạc ở nhiệt độ thấp, nền tảng điện áp tương ứng với phản ứng hòa tan lithium sẽ xuất hiện trên đường cong phóng điện tiếp theo. Với sự gia tăng của sự hòa tan lithium trong quá trình phóng điện, nền tảng điện áp trở nên dài hơn.
3.2 phân tích phản ứng phụ của sự lắng đọng lithium bằng cách sử dụng đường cong chênh lệch điện áp công suất (DQ / DU) hoặc đường cong chênh lệch công suất điện áp (DU / DQ): cả hai đường cong DQ / Du hoặc Du / DQ đều có thể được sử dụng để ước tính lượng lithium hòa tan trong phóng điện và đường cong Du / DQ nhạy hơn.
3.3 phân tích phản ứng phụ của sự lắng đọng lithium bằng cách sử dụng đường cong dòng điện áp sau khi thư giãn: trong quá trình sạc, gradient nồng độ ion lithium được hình thành trong vật liệu điện cực âm và / hoặc chất điện phân. Nếu dòng điện bị cắt sau khi sạc, sự phân bố nồng độ ion lithium trong vật liệu điện cực âm và / hoặc chất điện phân sẽ đạt đến trạng thái cân bằng mới và có thể quan sát được đường cong dòng điện áp thay đổi theo thời gian trong quá trình này. Thông tin thu được từ đường cong này có thể được sử dụng để phân tích các phản ứng phụ của quá trình lắng đọng lithi.
Ghi chú: (1) nếu có sự ổn định điện áp trong đường cong phóng điện hoặc sự thay đổi của đường cong dòng điện áp trong thời gian giãn có các đặc điểm tương ứng, thì điều đó cho thấy rằng phản ứng phụ lắng đọng lithium đã xảy ra trong quá trình sạc. Tuy nhiên, nếu không có hiện tượng nào trên đây không có nghĩa là phản ứng phụ của sự lắng đọng liti đã không xảy ra. Điều này có thể là do quá trình thư giãn bị ức chế ở nhiệt độ thấp và không thể quan sát được các đặc tính biến thiên của đường cong dòng điện áp, hoặc tốc độ nhúng kim loại lithium vào điện cực âm ở nhiệt độ cao quá nhanh để quan sát nền điện áp tương ứng với sự hòa tan lithium sự phản ứng lại.
(2) Phương pháp điện hóa chỉ có thể đo các kết quả trung bình trên một diện tích lớn, và không liên quan gì đến việc phát hiện kim loại liti trong điện cực âm.
Phần kết luận:
Để đảm bảo ứng dụng của bạn hoạt động trơn tru,
EverExceed các kỹ sư nghiên cứu và phát triển làm việc ngày đêm để nghiên cứu và thiết kế hiện đại
Pin Lithium Sắt phốt phát với các thông số sạc và xả hoàn hảo. Vì vậy, hãy chọn EverExceed làm thương hiệu của bạn để có được độ tin cậy hoàn toàn.
