Warum nimmt die Kapazität der Lithiumbatterie ab?

Positive und negative Elektroden, Elektrolyten und Trennstoffe sind wichtige Bestandteile einer Lithium-Ionen-Batterie.Lithium-Einsatz- und Extraktionsreaktionen finden an den positiven und negativen Elektroden statt, und die Menge an Lithium, die an jeder Elektrode eingefügt wird, ist der Hauptfaktor, der die Batteriekapazität beeinflusst.Die Aufrechterhaltung der Kapazitätsbilanz der positiven und negativen Elektroden ist unerlässlich, um eine optimale Batterieleistung zu gewährleisten..

Im Allgemeinen verwenden Lithium-Ionen-Batterien eine Elektrolytlösung, die aus einem organischen Lösungsmittel und einem Elektrolyt (Lithiumsalz) besteht.Diese Elektrolytlösung sollte über ausreichende Leitfähigkeit und Stabilität verfügen., und mit den Elektroden kompatibel sein. Bei dem Separator ist seine Leistung der Hauptfaktor, der den inneren Widerstand und die Schnittstellenstruktur der Batterie bestimmt.direkt auf die KapazitätsverringerungEin hochwertiger Separator wird die Kapazität und die Gesamtleistung der Lithium-Ionen-Batterie erheblich verbessern.der Trennvorrichtung dient hauptsächlich zur Trennung der positiven und negativen Elektroden, verhindert Kurzschlüsse, die durch Kontakt zwischen ihnen verursacht werden, und ermöglicht gleichzeitig den Durchgang von Elektrolyt-Ionen, wodurch die Batterieeffizienz maximiert wird.

Die chemischen Reaktionen in Lithium-Ionen-Batterien umfassen nicht nur die Redox-Reaktionen beim Einsetzen und Extrahieren von Lithium-Ionen,aber auch Nebenwirkungen wie die Bildung und Zerstörung des SEI-Films auf der negativen ElektrodenoberflächeDiese Nebenwirkungen sind alle Ursachen für den Verfall der Lithium-Ionen-Batteriekapazität.

Kapazitätsabbau und -verlust während des Akkuzyklus sind unvermeidliche Phänomene.Wissenschaftler aus verschiedenen Bereichen im In- und Ausland haben die Mechanismen des Kapazitätsverlusts von Lithiumbatterien gründlich untersuchtDerzeit sind zu den Hauptursachen für den Verfall der Lithium-Ionen-Batteriekapazität die Bildung von SEI-Passivationsfolien auf den positiven und negativen Elektrodenoberflächen, Lithiummetalldeposition,Auflösung von Elektrodenaktiven Stoffen, das Auftreten von Redoxreaktionen oder Nebenreaktionen an Anode und Kathode, Strukturveränderungen und Phasenveränderungen.die Veränderungen bei der Kapazitätsverringerung von Lithium-Ionen-Batterien und ihre Ursachen werden noch kontinuierlich untersucht.

Viele Arten von Wirkstoffen können als Negativelektroden in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden.und Lithium-Titanat-Negativelektroden, wobei die HauptmaterialienDie verschiedenen Kohlenstoffmaterialien weisen unterschiedliche elektrochemische Eigenschaften auf.ist gut geeignet für Lithium-Interkalation und -DeinterkalationDarüber hinaus ist Graphit erschwinglich und leicht verfügbar, so dass es weit verbreitet ist.

Während der ersten Ladung und Entladung einer Lithium-Ionen-Batterie zerfallen Lösungsmittelmoleküle auf der Graphitoberfläche und bilden einen Passivationsfilm namens SEI (Sediment Injection).Diese Reaktion führt zu einem irreversiblen KapazitätsverlustBei Überladung entsteht eine Lithiummetallablagerung auf der Negativelektrodenoberfläche.Vor allem, wenn das aktive Material der positiven Elektrode im Verhältnis zum aktiven Material der negativen Elektrode überschüssig ist.Die Lithiummetalldeposition kann auch unter hohen Bedingungen auftreten.

Im Allgemeinen ist die Bildung von Lithiummetall, die zu Kapazitätsverlust in Lithiumbatterien führt, hauptsächlich auf folgende Faktoren zurückzuführen:

Erstens:, verringert es die Menge an zyklischem Lithium in der Batterie;

Zweitens:Lithiummetall reagiert mit dem Elektrolyt oder Lösungsmittel und bildet andere Nebenprodukte;
Drittens:Lithiummetall legt sich hauptsächlich zwischen der negativen Elektrode und dem Separator ab, wodurch Poren verstopft und der innere Widerstand erhöht wird.Der Mechanismus, durch den verschiedene Graphitmaterialien den Kapazitätsverfall von Lithium-Ionen-Batterien beeinflussen, ist unterschiedlich.Natürliches Graphit hat eine höhere spezifische Oberfläche; daher führen Selbstentladungsreaktionen zu Kapazitätsverlusten in Lithium-Ionen-Batterien.als Negativelektrode, hat eine höhere elektrochemische Widerstandsfähigkeit als synthetisches Graphit.die Dispersion von leitfähigen Stoffen während der Elektrodenfertigung, und die Erhöhung des elektrochemischen Widerstands während der Lagerung sind alle wichtige Faktoren, die zum Kapazitätsverlust in Lithium-Ionen-Batterien beitragen.

Positive Elektroden werden hauptsächlich überladen, wenn der Anteil des Positivelektrodenmaterials zu gering ist.die zu einem Kapazitätsungleichgewicht zwischen Elektroden führt und einen irreversiblen Kapazitätsverlust in Lithium-Ionen-Batterien verursachtAußerdem, the coexistence and continuous accumulation of oxygen and combustible gases released from the decomposition of the positive electrode material and electrolyte may pose safety hazards to the use of lithium-ion batteries.

ACEY-BCT506-512HBatterie-Ladenausladungsmessgerätwird für die Batteriebildung, Kapazitätsmessung und Leistungsparameterprüfung usw. verwendet.Es handelt sich um ein umfassendes Testsystem für Batterien des Master-Slave-Typs, das aus einem Computer und einem Mikrocomputer mit einem einzigen Chip besteht.Die Struktur ist fortschrittlich, die Leistung zuverlässig, der Betrieb bequem, die Effizienz hoch und das Kosten-Leistungsverhältnis extrem hoch.Es ist ein unverzichtbares Produktionsprüfgerät für Lithiumbatteriehersteller, Hersteller von Leistungsmessgeräten und Forschungseinrichtungen.

Wenn die Ladespannung einer Lithium-Ionen-Batterie zu hoch ist, verursacht dies eine Oxidation des Elektrolyten und erzeugt Nebenprodukte, die die Elektroden-Mikroporen verstopfen,die Migration von Lithium-Ionen behindert und somit Veränderungen der Zykluskapazität verursachtDie Stabilität des Elektrolyten ist umgekehrt proportional zu seiner Konzentration; höhere Konzentrationen führen zu einer geringeren Stabilität und beeinträchtigen so die Kapazität der Lithium-Ionen-Batterie.Während des Aufladens, wird Elektrolyt verbraucht, der während der Montage nachgefüllt werden muss, was die Menge des Wirkstoffs verringert und die Anfangskapazität beeinträchtigt.

Der Elektrolyt besteht aus Elektrolyt, Lösungsmittel und Zusatzstoffen, und seine Eigenschaften beeinflussen die Lebensdauer der Batterie, die spezifische Kapazität, die Ladungs-/Entladungsrate und die Sicherheit.Abbau des Elektrolyten und des Lösungsmittels führt zu KapazitätsverlustenWährend des anfänglichen Lade-Entladungszyklus führt die Bildung einer SEI-Folien auf der negativen Elektrodenoberfläche durch Lösungsmittel und andere Stoffe zu einem irreversiblen Kapazitätsverlust, der unvermeidlich ist..Das Vorhandensein von Verunreinigungen wie Wasser oder Wasserstofffluorid im Elektrolyt kann dazu führen, dass sich der LiPF6-Elektrolyt bei höheren Temperaturen zersetzt.und die resultierenden Produkte reagieren mit dem positiven Elektrodenmaterial, die die Batteriekapazität beeinflusst.

Gleichzeitig reagieren einige Produkte mit dem Lösungsmittel und beeinträchtigen so die Stabilität des SEI-Films auf der negativen Elektrodenoberfläche und verursachen eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Lithium-Ionen-Batterie.wenn die Produkte der Elektrolytzersetzung mit dem Elektrolyt unvereinbar sind, blockieren sie während der Migration die positiven Elektrodenporen, was zu einem Abbau der Batteriekapazität führt.das Auftreten von Nebenreaktionen zwischen dem Elektrolyt und den positiven und negativen Elektroden der Batterie, sowie die daraus resultierenden Nebenprodukte, sind die Hauptursachen für den Abbau der Batteriekapazität.

Lithium-Ionen-Batterien erleiden im Allgemeinen Kapazitätsverlust, ein Prozess, der als Selbstentladung bekannt ist und in reversiblen und irreversiblen Kapazitätsverlust unterteilt wird.Die Oxidationsrate des Lösungsmittels beeinflusst direkt die SelbstentladungsrateDie aktiven Materialien der positiven und negativen Elektroden können während des Ladens mit dem gelösten Stoff reagieren, was zu einer Lithium-Ionen-Migration, einem Kapazitätsungleichgewicht und einem irreversiblen Zerfall führt.Verringerung der Oberfläche des Wirkstoffs kann die Kapazitätsverlustrate verringern, und die Zersetzung des Lösungsmittels beeinflusst die Lebensdauer der Batterie.Es wird zu Lithium-Metall-Ablagerungen führen, wodurch die Kapazität sowohl der positiven als auch der negativen Elektroden weiter abnimmt.

Während des Aufladens ist das aktive Material der Positivelektrode der Batterie instabil, wodurch es mit dem Elektrolyt reagiert und die Batteriekapazität beeinträchtigt wird.Zu den Faktoren, die die Batteriekapazität beeinflussen, Strukturfehler des Kathodenmaterials, ein übermäßig hohes Ladepotenzial und ein Kohlenstoffschwarzgehalt sind die Hauptfaktoren.

Spinel LiMn2O4 ist in meinem Land reichlich vorhanden und kostengünstig, besitzt eine gute thermische Stabilität und ist ein Hauptmaterial für Batteriekathoden.Die Lagerung von LiMn2O4-Kathoden bei hohen Temperaturen und während der Ladungs-Entladungszyklen führt zu Kapazitätsverlust, hauptsächlich auf folgende Faktoren zurückzuführen: Erstens treten unter Hochspannungsbedingungen elektrochemische Reaktionen im Elektrolyt auf, in der Regel über 4,0 V;Mn in LiMn2O4 löst sich im Elektrolyt auf, wodurch eine Disproportionsreaktion entsteht, die die Kristallstruktur des Kathodenmaterials stört.

Da Kohlenstoffschwarz eine inaktive Substanz ist und nicht an der Entladungsreaktion teilnimmt, beeinträchtigt ein übermäßiger Gehalt an Kohlenstoffschwarz im Kathodenmaterial seine Festigkeit und Kapazität.,Außerdem erzeugt der Beförderer eine katalytische Substanz auf der Oberfläche des Kohlenstoffschwarzes.die die Zersetzung von Metallionen erhöhen und die Auflösung von Wirkstoffen wirksam fördern kann.

Acey Neue Energieist spezialisiert auf die Erforschung und Herstellung hochwertiger Geräte für Lithium-Ionen-Batterien.LithiumbatteriekapazitätstesterBitte kontaktieren Sie uns jederzeit.