Air a bhuaidh le ìre teth margaidh nan carbadan dealain,bataraidhean lithium-ion, mar aon de na prìomh phàirtean de charbadan dealain, air a bhith air a chuimseachadh gu ìre mhòr. Tha daoine dealasach a thaobh a bhith a 'leasachadh beatha fhada, àrd-chumhachd, deagh shàbhailteachd bataraidh lithium-ion. Nam measg, tha an lagachadh debataraidh lithium-iontha comas fìor airidh air aire a h-uile duine, dìreach làn thuigse air na h-adhbharan airson lughdachadh bataraidhean lithium-ion no an uidheamachd, gus an urrainn dhut an stuth-leigheis ceart òrdachadh gus an duilgheadas fhuasgladh, gu bheil comas bataraidhean lithium-ion carson a tha an lagachadh?
Adhbharan airson lùghdachadh comas bataraidhean lithium-ion
1.Positive stuth electrode
Is e LiCoO2 aon de na stuthan catod a thathas a’ cleachdadh gu cumanta (tha roinn 3C air a chleachdadh gu farsaing, agus gu bunaiteach bidh bataraidhean cumhachd a’ giùlan fosfáit iarainn ternary agus lithium). Mar a tha an àireamh de chuairtean a 'dol am meud, tha call ions lithium gnìomhach a' cur barrachd ri lùghdachadh comas. Às deidh 200 cearcall, cha deach LiCoO2 tro ghluasad ìre, ach atharrachadh anns an structar lamellar, a dh’ adhbhraich duilgheadasan ann an dì-fhilleadh Li +.
Tha seasmhachd structarail math aig LiFePO4, ach bidh an Fe3 + anns an anod a’ leaghadh agus a’ lughdachadh gu Fe metal air an anod grafait, a’ leantainn gu barrachd polarachadh anod. San fharsaingeachd tha an sgaoileadh Fe3 + air a chasg le bhith a’ còmhdach gràineanan LiFePO4 no le bhith a’ taghadh electrolyte.
Stuthan ternary NCM ① Tha ianan meatailt gluasaid anns an stuth catode meatailt ocsaid gluasaid furasta an sgaoileadh aig teòthachd àrd, mar sin a ’saoradh san electrolyte no a’ tasgadh air an taobh àicheil ag adhbhrachadh lagachadh comas; ② Nuair a tha an bholtadh nas àirde na 4.4V vs Li +/Li, tha atharrachadh structarail an stuth ternary a 'leantainn gu lùghdachadh comas; ③ Li-Ni sreathan measgaichte, a 'leantainn gu bacadh air seanalan Li +.
Is e na prìomh adhbharan airson lughdachadh comas ann am bataraidhean lithium-ion stèidhichte air LiMnO4 1. ìre neo-atharrachail no atharrachaidhean structarail, leithid aberration Jahn-Teller; agus 2. sgaoileadh Mn anns an electrolyte (làthaireachd HF anns an electrolyte), ath-bheachdan neo-chothromach, no lùghdachadh aig an anod.
2.Negative electrode stuthan
Gineadh sileadh lithium air taobh anod grafait (bidh pàirt den lithium gu bhith na “litium marbh" no a’ gineadh lithium dendrites), aig teòthachd ìosal, bidh sgaoileadh lithium-ion a ’slaodadh sìos gu furasta a’ leantainn gu sileadh lithium, agus tha sileadh lithium cuideachd buailteach tachairt nuair a tha an co-mheas N/P ro ìosal.
Bidh sgrios agus fàs film SEI a-rithist air an taobh anod a’ leantainn gu ìsleachadh lithium agus barrachd polarachadh.
Faodaidh am pròiseas ath-aithris de fhighe a-steach lithium / toirt air falbh de-lithium anns an anod stèidhichte air silicon leantainn gu leudachadh meud agus fàilligeadh sgàineadh de na gràinean sileacain. Mar sin, airson anod silicon, tha e gu sònraichte deatamach dòigh a lorg gus casg a chuir air leudachadh meud.
3.Electrolyte
Factaran anns an electrolyte a tha a’ cur ri lughdachadh comasbataraidhean lithium-iongabhail a-steach:
1. Lomadh fuasglaidhean agus electrolytes (fìor fhàilligeadh no duilgheadasan sàbhailteachd leithid cinneasachadh gas), airson fuasglaidhean organach, nuair a tha an comas oxidation nas àirde na 5V vs Li +/Li no comas lughdachadh nas ìsle na 0.8V (tha bholtadh lobhadh electrolyte eadar-dhealaichte. eadar-dhealaichte), furasta a lobhadh. Airson electrolyte (me LiPF6), tha e furasta a lobhadh aig teòthachd nas àirde (còrr air 55 ℃) air sgàth droch sheasmhachd;.
2. Mar a tha an àireamh de chuairtean a 'dol am meud, tha an ath-fhreagairt eadar an electrolyte agus na h-electrodan dearbhach agus àicheil a' dol am meud, a 'ciallachadh gu bheil an comas gluasaid mòr a' lagachadh.
4.Diaphragm
Faodaidh an diaphragm na dealanan a bhacadh agus tar-chuir ions a choileanadh. Ach, tha comas an diaphragm airson Li + a ghiùlan air a lughdachadh nuair a tha na tuill diaphragm air am bacadh le toraidhean lobhadh an electrolyte, msaa, no nuair a bhios an diaphragm a’ crìonadh aig teòthachd àrd, no nuair a bhios an diaphragm ag aois. A bharrachd air an sin, is e cruthachadh dendrites lithium a tha a’ tolladh an diaphragm a’ leantainn gu cuairt ghoirid a-staigh am prìomh adhbhar airson a dh’ fhàiligeadh.
5. A 'cruinneachadh fluid
Is e adhbhar call comas mar thoradh air an neach-cruinneachaidh mar as trice corran an neach-cruinneachaidh. Tha copar air a chleachdadh mar an neach-cruinneachaidh àicheil oir tha e furasta a oxidachadh aig comasan àrd, fhad ‘s a tha alùmanum air a chleachdadh mar an neach-cruinneachaidh adhartach oir tha e furasta alloy lithium-alùmanum a chruthachadh le lithium aig comasan ìosal. Fo bholtachd ìosal (cho ìosal ri 1.5V agus gu h-ìosal, cus sgaoileadh), bidh copar a ’oxidachadh gu Cu2+ anns an electrolyte agus tasgaidhean air uachdar an electrode àicheil, a’ cur bacadh air dì-fhilleadh lithium, agus mar thoradh air sin bidh comas crìonadh. Agus air an taobh dheimhinneach, tha cus cosgais air anbataraidhag adhbhrachadh sèididh an neach-cruinneachaidh alùmanum, a tha a’ leantainn gu àrdachadh ann an strì an taobh a-staigh agus lughdachadh comas.
6. Factaran cosgais agus sgaoilidh
Faodaidh cus luchd-iomadachaidh cosgais is sgaoilidh leantainn gu lughdachadh comas luathaichte bataraidhean lithium-ion. Tha àrdachadh anns an iomadachaidh cosgais / sgaoilidh a’ ciallachadh gu bheil bacadh polarachaidh a’ bhataraidh ag àrdachadh a rèir sin, a’ leantainn gu lùghdachadh ann an comas. A bharrachd air an sin, tha an cuideam a tha air adhbhrachadh le sgaoileadh a thig bho bhith a’ cur cosgais agus a’ sgaoileadh aig ìrean iomadachaidh àrd a’ leantainn gu call stuth gnìomhach catod agus luathachadh aois bataraidh.
Ann an cùis cus cosgais agus cus bataraidhean, tha an dealan àicheil buailteach do lithium sileadh, bidh an inneal gluasaid lithium cus electrode adhartach a ’tuiteam, agus tha lobhadh oxidative an electrolyte (tachartas fo-thoraidhean agus cinneasachadh gas) air a luathachadh. Nuair a tha am bataraidh air a leigeil ma sgaoil, tha am foil copair buailteach a bhith air a sgaoileadh (a 'cur bacadh air dì-ghabhail lithium, no a' cruthachadh dendrites copair gu dìreach), a 'leantainn gu lùghdachadh comas no fàilligeadh bataraidh.
Tha sgrùdaidhean ro-innleachd cosgais air sealltainn nuair a tha an bholtadh gearraidh cosgais 4V, faodaidh ìsleachadh gu h-iomchaidh an bholtadh gearraidh cosgais (me, 3.95V) beatha baidhsagal a’ bhataraidh adhartachadh. Thathas air sealltainn cuideachd gu bheil cosgais luath bataraidh gu 100% SOC a’ lughdachadh nas luaithe na cosgais luath gu 80% SOC. A bharrachd air an sin, tha Li et al. lorg ged a dh’ fhaodadh pulsing èifeachdas cosgais a leasachadh, gun èirich neart a-staigh a ’bhataraidh gu mòr, agus gu bheil call stuth gnìomhach electrode àicheil gu math dona.
7.Temperature
A 'bhuaidh a tha aig teòthachd air comas anbataraidhean lithium-iontha e glè chudromach cuideachd. Nuair a bhios tu ag obair aig teòthachd nas àirde airson ùine fhada, tha àrdachadh ann an ath-bheachdan taobh a-staigh a 'bhataraidh (me, lobhadh an electrolyte), a' leantainn gu call comas nach gabh a thoirt air ais. Nuair a bhios tu ag obair aig teòthachd nas ìsle airson amannan fada, bidh bacadh iomlan a’ bhataraidh a’ dol am meud (bidh giùlan electrolyte a’ dol sìos, tha bacadh SEI ag àrdachadh, agus ìre ath-bhualaidhean electroceimiceach a’ dol sìos), agus tha sileadh lithium bhon bhataraidh dualtach tachairt.
Is e na tha gu h-àrd am prìomh adhbhar airson lughdachadh comas bataraidh lithium-ion, tron ro-ràdh gu h-àrd tha mi a’ creidsinn gu bheil tuigse agad air na h-adhbharan airson lughdachadh comas bataraidh lithium-ion.
Ùine puist: Iuchar-24-2023