Lityum-ionli batareyalarning litiy evolyutsiyasi sabablari litiy akkumulyator sanoatida juda keng tarqalgan g'ayritabiiy hodisadir.

Lityum evolyutsiyasining har xil holatlari ko'pincha turli sabablarga mos keladi. Lityum evolyutsiyasi holatiga ko'ra sabablarni tahlil qilish mahsulot rentabelligini oshirishi mumkin.

Umumiy nuqtai nazardan qaraganda, lityum-ionli batareyalarda lityum evolyutsiyasining sabablari beshta toifaga bo'linadi: salbiy elektrod marjasi tufayli kelib chiqqan lityum evolyutsiyasi; zaryadlash mexanizmi natijasida kelib chiqqan litiy evolyutsiyasi; Anormal lityum kiritish yo'li natijasida kelib chiqqan lityum evolyutsiyasi; g'ayritabiiy asosiy material natijasida kelib chiqqan litiy evolyutsiyasi; Maxsus sabablarga ko'ra belgilangan joyda litiy birikmasi. Yuqorida keltirilgan beshta toifadagi sabablarga ko'ra lityum evolyutsiyasining o'ziga xos sabablari tushuntirilgan.

1. Lityum ion batareyalarining litiy evolyutsiyasi salbiy elektrod marjining etarli emasligidan kelib chiqadi

Lityum ionlari zaryad olayotganda musbat elektroddan chiqarilgandan so'ng, ular boradigan joyga ega bo'lishi kerak. Umuman aytganda, taqdirni salbiy elektrodga singdirish kerak, ammo salbiy elektrod etarli bo'lmaganida va salbiy elektrod lityum ionlarini musbat elektrodga nisbatan kamroq lityum ionlarini kiritishi mumkin bo'lsa, lityum ionlari faqat salbiy yuzasida cho'ktirilishi mumkin. elektrod. Lityum yog'ingarchilikning eng ko'p tarqalgan sababi sifatida ortiqcha ortiqcha salbiy elektrod ko'rib chiqilishi mumkin.

Etarli bo'lmagan salbiy elektrod ortiqcha holatiga ko'ra, uni lityumni tahlil qilish shartlarining quyidagi uchta guruhiga bo'lish mumkin:

(1) Lityum evolyutsiyasi an'anaviy anotdan ortiqcha miqdorda

Salbiy elektrod haddan tashqari kam bo'lsa, lityum ionlarini musbat elektroddan manfiy elektrodga kiritish uchun etarli joy yo'q. Shuning uchun salbiy elektrod yuzasida faqat metall lityum hosil bo'lishi va cho'kishi mumkin. Negativ elektrodning etarli bo'lmagan ortiqcha darajasi umuman bir xil bo'lganligi sababli va musbat elektroddan ajratilgan lityum ionlari ham salbiy elektrodga bir tekis kelib tushganligi sababli, manfiy elektrod yetishmasligidan kelib chiqqan litiy evolyutsiyasi ham bir hil qatlamdir. Lityum evolyutsiyasining zo'ravonligi etarli bo'lmagan elektrod ortiqcha bilan bog'liq. Darajasi bir-biri bilan chambarchas bog'liq, ortiqcha va etishmovchilik darajasi qanchalik yuqori bo'lsa, lityum yog'inlari shunchalik jiddiy bo'ladi.

(2) yin va yang bo'yicha litiy tahlili

Batareya xujayrasi musbat elektrodning bir tomonida og'ir qoplama bilan qoplanganda yoki salbiy elektrodning bir tomonida engil qoplanganda, bu akkumulyator xujayrasining salbiy elektrodining ikkala tomonidagi lityumning boshqa tomonida lityumni yotqizishiga olib keladi. , odatda Yin va Yang tomoni sifatida tanilgan. Lityum rivojlanayotgan tomonda anod va katod xujayrasining interfeysi ortiqcha yoki etarli bo'lmagan lityum bo'lgan salbiy elektrod bilan bir xil, boshqa tomoni oltin sariq (grafit anodi uchun).

(3) Ijobiy elektrod boshi lityumni suyultirmasdan qoplanadi

Agar qoplash paytida musbat elektrod boshi suyultirilmasa, ijobiy elektrod boshi holatidagi kiyinish qalinroq bo'lishi mumkin, shuning uchun salbiy elektrod boshiga to'g'ri keladigan ortiqcha va etarli bo'lmaydi, natijada manfiy boshning ipi hosil bo'ladi. Lityumni tahlil qiling.

2. Lityum-ionli batareyalarni zaryadlovchilar tomonidan noto'g'ri ishlab chiqarilgan lityum chiqarish

Lityum evolyutsiyasi zaryadlash bosqichida sodir bo'lganligi sababli, zaryadlash mexanizmining o'zgarishi ham litiy evolyutsiyasining sabablaridan biri bo'lishi kerak. Quyida zaryadlash mexanizmi tufayli litiy evolyutsiyasining bir nechta holatlari keltirilgan:

(1) Lityum yog'ingarchilikni past haroratli zaryad bilan

Past haroratni zaryad qilish paytida lityum yog'ingarchilikning sababi shundaki, past haroratlarda salbiy elektrodning lityum qo'shilish qarshiligi musbat elektrodga qaraganda sezilarli darajada katta. Lityum ionlari musbat elektroddan past haroratlarda nisbatan tez chiqarilishi mumkin bo'lsa-da, ularni salbiy elektrodga vaqtida kiritish mumkin emas, shuning uchun yog'ingarchilik paydo bo'ladi. lityum.

(2) Lityumni yuqori tezlikda zaryadlash bilan tahlil qilish

Agar xona haroratida zaryadlash zaryadlash tezligini ko'r-ko'rona oshirsa, salbiy elektrod lityum kiritishni tezda yakunlay olmasligi sababli lityum yog'inlarini keltirib chiqaradi. An'anaviy quvvat turi dizayniga ko'ra, batareyaning batareyasi bardosh beradigan maksimal zaryad darajasi taxminan 1C ~ 1,5C ni tashkil qiladi. Agar mahsulot foydalanish paytida zaryad oqimini yanada oshirishi kerak bo'lsa, unda qutb bo'lagi va elektrolitning maxsus dizayni talab qilinadi. Aks holda, zaryad darajasi qanchalik katta bo'lsa, lityum evolyutsiyasi shunchalik jiddiy bo'ladi.

(3) Lityum ortiqcha zaryad

Batareyani zaryadlash kuchlanishi yoki zaryadlash quvvati dizayn qiymatidan ancha oshib ketganda, ijobiy elektroddan ortiqcha lityum ionlari olinadi. Salbiy elektrod ishlab chiqilganligi sababli, bu ortiqcha lityum ionlari uchun joy yo'q. Lityum muqarrar. Haddan tashqari zaryad paytida lityum ionlarining musbat elektroddan deinterkalatsiyasi bir xil bo'ladi va qutb bo'lagi holatiga qarab o'zgarmaydi, shuning uchun ortiqcha zaryad tufayli kelib chiqqan lityum evolyutsiyasi ham bir hil qatlamdir.

3. Lityum-ionli batareyalarning g'ayritabiiy lityum kiritish yo'llari natijasida kelib chiqqan litiy evolyutsiyasi

Lityum-ionli batareyani zaryadlashda lityum ionlari musbat elektroddan ajratib olinadi va keyin elektrolit orqali manfiy elektrodga kiritiladi. Ammo, agar ijobiy va salbiy elektrodlar orasidagi aloqa yaxshi aloqada bo'lmasa, bu salbiy elektrod yuzasida lityum ionlarini cho'ktirishiga olib keladi. Tafsilotlar quyidagicha:

(1) Lityumni tahlil qilish uchun diafragma ajinlari

Ajratuvchi o'ziga xos sifati tufayli ajin tushganda, tegishli pozitsiyadagi lityum ionlari musbat elektroddan ajratib olingandan so'ng, ularni salbiy elektrodga bir tekisda kiritish mumkin emas. Natijada, tegishli pozitsiyadagi manfiy elektrod yoki lityum interkalatsiyasi etarli bo'lmagan holda jigarrang bo'ladi yoki xuddi shu siqish yo'nalishi bilan Stripe o'xshash litiyga aylanadi.

(2) Lityumni tahlil qilish uchun akkumulyator batareyasining deformatsiyasi

Batareya batareyasining qalinligi katta bo'lsa, uni deformatsiya qilish oson. Deformatsiya jiddiy bo'lsa, akkumulyator batareyasining deformatsiyalangan holatiga mos keladigan tirgak bo'lagi yomon aloqada bo'lishi mumkin, natijada yuqoridagi rasmda tasma shaklidagi lityum qo'shimchasi kambag'al maydon paydo bo'ladi, bu esa vaqti-vaqti bilan tahlil bilan birga bo'ladi. lityum.

(3) An'anaviy shakllanish va hosil bo'lishidan oldin lityumni issiq va sovuq bosish yo'q

Agar hujayraning qalinligi nisbatan katta bo'lsa, hatto an'anaviy shakllanish suyuqlik quyilgandan keyin issiq va sovuq presslashsiz amalga oshirilsa ham, interfeys juda muammoli bo'lmaydi. Ammo qalinligi 3 mm dan kam bo'lgan ba'zi ingichka hujayralar uchun, agar shakllanish paytida hech qanday siqish bo'lmasa va hosil bo'lishidan oldin issiq va sovuq presslash yoki dastgoh pishirish unutilsa, interfeys yanada ayanchli bo'ladi.

Yupqa batareyalar orasidagi aloqa interfeysda yopilishi qiyin bo'lganligi sababli, qatlamga qadar va hosil bo'lish paytida yuzaga bosim o'tkazilmasa, qatlam gazini to'liq chiqarib bo'lmaydi va interfeys aloqasi ta'sir qiladi, natijada nuqta o'xshash litiy yetarli bo'lmaydi kiritish va nuqtaga o'xshash litiy yog'inlari.

4) Armatura bosimsiz lityum bo'lib hosil bo'ladi

Armatura shakllanishi ko'pincha yuqori oqim va yuqori zaryadli SOC bilan birga bo'lganligi sababli, qatlam paytida gaz ishlab chiqarish tezligi tezlashadi va batareyadan keyin batareyaning interfeysi aniq sariq sariq rangga ega bo'ladi va lityum qo'shilishga mos bo'lmagan holat aniqroq ko'rinadi. Yaratilishidan oldin issiq yoki sovuq bosilmaydigan yupqa xujayra bo'ladimi yoki armatura bilan hosil bo'lishi kerak bo'lgan, ammo bosim o'tkazilmasdan xujayra bo'ladimi, agar muammo gazdan chiqarilishidan oldin topilgan bo'lsa, u holda armatura bilan kichik oqim zaryadsizlanishi va shakllantirish yana amalga oshirilishi mumkin. Interfeys sezilarli darajada yaxshilandi.

(5) Lityum tahlilining xulosasi:

Lityum kiritish yo'li g'ayritabiiy bo'lsa, batareyalar xujayrasining eng aniq interfeysi anormalligi jigarrang yetarli bo'lmagan lityum qo'shilish maydonidir, so'ngra tegishli pozitsiyada engil lityum evolyutsiyasi. Turli xil hosil bo'lish jarayonlari va materiallari tufayli, shakllanish paytida interfeysning yomon aloqa qilishidan kelib chiqqan lityum yog'ingarchilik hodisasi yuqoridagi rasmdan farq qilishi mumkin.

4. Lityum ion batareyasining g'ayritabiiy asosiy materialidan kelib chiqqan litiy evolyutsiyasi

Zaryadlash jarayonida lityum ionlarining boradigan joyi SEI plyonkasiga kirib borish va nihoyat salbiy elektrodga singib ketishdir. Agar SEI plyonkasida yoki salbiy elektrodda lityum ionlarini normal ravishda kiritib bo'lmaydigan sabab bo'lsa, unda natija faqat lityum evolyutsiyasi bo'lishi mumkin.

(1) Lityum salbiy elektrod tomonidan eziladi

Salbiy elektrod qatlamining siqilishi o'z chegarasidan oshib ketganda, salbiy elektrod konstruktsiyasi ezilganida yoki kiritish uchun joy etarli bo'lmaganda, lityum ionlari salbiy elektrod yuzasida yotadi. Salbiy elektrodni maydalash natijasida vujudga kelgan litiy evolyutsiyasi zaif kimyoviy aloqa singari tiklanmaydi va batareyaning quvvati va aylanishiga o'ta ta'sir qiladi.

(2) Kamroq elektrolit tufayli kelib chiqqan litiy evolyutsiyasi

Batareyaga oz miqdordagi suyuqlik kiritilganda yoki in'ektsiyadan keyin qarish vaqti qisqa bo'lsa, elektrolit salbiy elektrodga to'liq singib keta olmaydi va infiltratsiya to'liq kirib bo'lmaydigan holat kichik qora nuqta hosil qiladi. yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek ko'milgan lityum yo'q. Qora nuqta atrofida ozgina lityum evolyutsiyasi bo'lishi mumkin.

(3) Muvofiq bo'lmagan elektrolitlar bilan litiy evolyutsiyasi

Shu sababli vujudga kelgan litiy evolyutsiyasi printsipi Venvu tomonidan to'liq tushunilmagan. Taxminlarga ko'ra, elektrolitlar va manfiy elektrodlar mos kelmaydi, bu SEI plyonkasini juda qalin yoki notekis bo'lishiga olib keladi va keyinchalik lityum ionlarining kiritilishiga to'sqinlik qiladi; yoki elektrolitlar salbiy elektrodga to'liq kirib, litiy ionini kiritishda qiyinchilik tug'diradi.

(4) Lityum evolyutsiyasi hosil bo'lmasdan to'g'ridan-to'g'ri ajralish natijasida kelib chiqadi

Agar akkumulyator batareyasi kichik oqim hosil qilmasdan to'g'ridan-to'g'ri alohida hajm bilan zaryadlangan bo'lsa, SEI plyonkasini samarali shakllantirish mumkin emas, bu lityum ionlarini salbiy elektrodga kiritilishiga ta'sir qiladi va zaryadlash jarayonida litiy evolyutsiyasini keltirib chiqaradi. Tegishli lityum tahlil rasm yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek dog'ga o'xshaydi.

(5) Lityumni tahlil qilish uchun suv miqdori me'yordan oshadi

Suvning oz miqdori SEI plyonkasini hosil bo'lishiga hissa qo'shadi, ammo suv miqdori me'yordan oshib ketganda, u elektrolitdagi lityum tuzi bilan reaksiyaga kirishadi va SEI plyonka tarkibini yo'q qiladi va shu bilan lityum ionlarini salbiy ta'siriga ta'sir qiladi. elektrod va yuqoridagi rasmda tartibsizliklarni hosil qilish Jigarrang maydon, ba'zan jigarrang maydon ham litiy evolyutsiyasi sodir bo'ladi.