Imeathiriwa na kiwango cha moto cha soko la magari ya umeme,betri za lithiamu-ion, kama moja ya vipengele vya msingi vya magari ya umeme, yamesisitizwa kwa kiasi kikubwa.Watu wamejitolea kuendeleza maisha marefu, nguvu ya juu, betri nzuri ya lithiamu-ioni ya usalama.Miongoni mwao, kupungua kwabetri ya lithiamu-ionuwezo ni anastahili tahadhari ya kila mtu, tu uelewa kamili wa sababu za attenuation ya betri lithiamu-ion au utaratibu, ili kuwa na uwezo wa kuagiza dawa sahihi ya kutatua tatizo, kwamba lithiamu-ion betri uwezo kwa nini attenuation?
Sababu za uharibifu wa uwezo wa betri za lithiamu-ioni
1. Nyenzo chanya ya electrode
LiCoO2 ni mojawapo ya vifaa vya kawaida vya cathode (aina ya 3C hutumiwa sana, na betri za nguvu kimsingi hubeba ternary na phosphate ya chuma ya lithiamu).Kadiri idadi ya mizunguko inavyoongezeka, upotezaji wa ioni za lithiamu hai huchangia zaidi kuharibika kwa uwezo.Baada ya mizunguko 200, LiCoO2 haikupitia mabadiliko ya awamu, lakini badala ya mabadiliko katika muundo wa lamellar, na kusababisha ugumu katika upachikaji wa Li+.
LiFePO4 ina uthabiti mzuri wa kimuundo, lakini Fe3+ katika anodi huyeyuka na kupunguza hadi Fe chuma kwenye anodi ya grafiti, na kusababisha kuongezeka kwa polarization ya anode.Kwa ujumla myeyusho wa Fe3+ huzuiwa na kupaka chembechembe za LiFePO4 au uchaguzi wa elektroliti.
NCM ternary nyenzo ① Mpito ioni chuma katika mpito chuma oksidi cathode nyenzo ni rahisi kufuta katika joto la juu, hivyo kumkomboa katika elektroliti au kuweka kwenye upande hasi na kusababisha attenuation uwezo;② Wakati voltage ni kubwa kuliko 4.4V dhidi ya Li+/Li, mabadiliko ya kimuundo ya nyenzo ya ternary husababisha uharibifu wa uwezo;③ Safu mlalo zilizochanganywa za Li-Ni, na kusababisha kuzibwa kwa chaneli za Li+.
Sababu kuu za uharibifu wa uwezo katika betri za lithiamu-ion zenye msingi wa LiMnO4 ni 1. awamu isiyoweza kutenduliwa au mabadiliko ya kimuundo, kama vile kupotoka kwa Jahn-Teller;na 2. kufutwa kwa Mn katika elektroliti (uwepo wa HF katika elektroliti), athari zisizo na uwiano, au kupunguzwa kwa anode.
2.Vifaa vya electrode hasi
Uzalishaji wa mvua ya lithiamu kwenye upande wa anode ya grafiti (sehemu ya lithiamu inakuwa "lithiamu iliyokufa" au inazalisha dendrites za lithiamu), kwa joto la chini, uenezaji wa ioni ya lithiamu hupungua kwa urahisi na kusababisha mvua ya lithiamu, na mvua ya lithiamu pia inaweza kutokea. wakati uwiano wa N/P ni mdogo sana.
Uharibifu unaorudiwa na ukuaji wa filamu ya SEI kwenye upande wa anode husababisha kupungua kwa lithiamu na kuongezeka kwa polarization.
Mchakato unaorudiwa wa upachikaji wa lithiamu/de-lithiamu katika anodi yenye msingi wa silicon unaweza kusababisha kwa urahisi upanuzi wa kiasi na kushindwa kwa nyufa za chembe za silicon.Kwa hivyo, kwa anode ya silicon, ni muhimu sana kutafuta njia ya kuzuia upanuzi wake wa kiasi.
3.Elektroliti
Mambo katika electrolyte ambayo huchangia uharibifu wa uwezo wabetri za lithiamu-ionni pamoja na:
1. Mtengano wa vimumunyisho na elektroliti (kushindwa sana au matatizo ya usalama kama vile uzalishaji wa gesi), kwa vimumunyisho vya kikaboni, wakati uwezo wa oksidi ni mkubwa kuliko 5V dhidi ya Li+/Li au uwezo wa kupunguza ni chini ya 0.8V (voltage tofauti ya mtengano wa elektroliti ni tofauti), rahisi kuoza.Kwa elektroliti (km LiPF6), ni rahisi kuoza kwenye joto la juu (zaidi ya 55℃) kutokana na uthabiti duni;
2. Idadi ya mizunguko inapoongezeka, mmenyuko kati ya electrolyte na electrodes chanya na hasi huongezeka, na kufanya uwezo wa uhamisho wa wingi kudhoofisha.
4. Diaphragm
Diaphragm inaweza kuzuia elektroni na kutimiza upitishaji wa ioni.Hata hivyo, uwezo wa diaphragm kusafirisha Li + hupunguzwa wakati mashimo ya diaphragm yanazuiwa na bidhaa za mtengano wa electrolyte, nk, au wakati diaphragm inapungua kwa joto la juu, au wakati diaphragm inazeeka.Kwa kuongeza, malezi ya dendrites ya lithiamu kutoboa diaphragm inayoongoza kwa mzunguko mfupi wa ndani ni sababu kuu ya kushindwa kwake.
5. Kukusanya maji
Sababu ya kupoteza uwezo kutokana na mtozaji kwa ujumla ni kutu ya mtozaji.Shaba hutumika kama kikusanyaji hasi kwa sababu ni rahisi kuongeza oksidi katika uwezo wa juu, huku alumini ikitumika kama kikusanyaji chanya kwa sababu ni rahisi kuunda aloi ya lithiamu-alumini na lithiamu kwa uwezo mdogo.Chini ya voltage ya chini (chini ya 1.5V na chini, kutokwa zaidi), shaba huoksidisha hadi Cu2+ katika elektroliti na amana kwenye uso wa elektrodi hasi, na hivyo kuzuia upachikaji wa lithiamu, na kusababisha uharibifu wa uwezo.Na kwa upande chanya, overcharging yabetrihusababisha shimo la mtozaji wa alumini, ambayo inasababisha kuongezeka kwa upinzani wa ndani na uharibifu wa uwezo.
6. Sababu za malipo na kutokwa
Chaji nyingi na vizidishio vya kutokwa maji vinaweza kusababisha uharibifu wa uwezo wa betri wa lithiamu-ioni.Kuongezeka kwa kizidishi cha malipo/kutokwa humaanisha kuwa kizuizi cha polarization cha betri huongezeka ipasavyo, na kusababisha kupungua kwa uwezo.Kwa kuongeza, mkazo unaosababishwa na uenezi unaotokana na kuchaji na kutokwa kwa viwango vya juu vya kuzidisha husababisha kupoteza kwa nyenzo hai ya cathode na kuzeeka kwa kasi kwa betri.
Katika kesi ya betri zinazozidisha na kutoa chaji kupita kiasi, elektrodi hasi inakabiliwa na mvua ya lithiamu, elektrodi chanya ya kuondolewa kwa lithiamu huanguka, na mtengano wa kioksidishaji wa elektroliti (tukio la bidhaa na uzalishaji wa gesi) huharakishwa.Wakati betri imetolewa zaidi, foil ya shaba huelekea kuyeyuka (kuzuia upachikaji wa lithiamu, au kutoa moja kwa moja dendrites za shaba), na kusababisha uharibifu wa uwezo au kushindwa kwa betri.
Uchunguzi wa mikakati ya kuchaji umeonyesha kuwa wakati voltage ya kukata chaji ni 4V, kupunguza ipasavyo voltage ya kukata chaji (km, 3.95V) kunaweza kuboresha maisha ya mzunguko wa betri.Imeonyeshwa pia kuwa kuchaji betri haraka hadi 100% SOC huharibika haraka kuliko kuchaji haraka hadi 80% SOC.Kwa kuongeza, Li et al.iligundua kuwa ingawa msukumo unaweza kuboresha ufanisi wa kuchaji, upinzani wa ndani wa betri utaongezeka sana, na upotezaji wa nyenzo hasi ya elektrodi hai ni mbaya.
7.Joto
Athari ya joto kwenye uwezo wabetri za lithiamu-ionpia ni muhimu sana.Wakati wa kufanya kazi kwa joto la juu kwa muda mrefu, kuna ongezeko la athari za upande ndani ya betri (kwa mfano, mtengano wa elektroliti), na kusababisha upotezaji usioweza kurekebishwa wa uwezo.Wakati wa kufanya kazi kwa joto la chini kwa muda mrefu, kizuizi cha jumla cha betri huongezeka (conductivity ya electrolyte inapungua, impedance ya SEI huongezeka, na kiwango cha athari za electrochemical hupungua), na mvua ya lithiamu kutoka kwa betri inakabiliwa na kutokea.
Hapo juu ndio sababu kuu ya kuharibika kwa uwezo wa betri ya lithiamu-ion, kupitia utangulizi huo hapo juu naamini una ufahamu wa sababu za kuharibika kwa uwezo wa betri ya lithiamu-ion.
Muda wa kutuma: Jul-24-2023