Perché la capacità della batteria al litio diminuisce?

Gli elettrodi positivi e negativi, l'elettrolita e il separatore sono i componenti importanti di una batteria agli ioni di litio.Le reazioni di inserimento ed estrazione del litio si verificano agli elettrodi positivi e negativi, e la quantità di litio inserita a ciascun elettrodo è il fattore principale che influenza la capacità della batteria.mantenere l'equilibrio di capacità degli elettrodi positivi e negativi è essenziale per garantire prestazioni ottimali della batteria.

Generalmente, le batterie agli ioni di litio utilizzano una soluzione elettrolitale composta da un solvente organico e da un elettrolita (sale di litio).Questa soluzione di elettroliti deve avere una conducibilità e una stabilità sufficientiPer il separatore, le sue prestazioni sono il fattore principale che determina la resistenza interna e la struttura dell'interfaccia della batteria,che influenzano direttamente il decadimento della capacitàUn separatore di alta qualità migliorerà significativamente la capacità e le prestazioni complessive della batteria agli ioni di litio.la funzione principale del separatore è quella di separare gli elettrodi positivi da quelli negativi, impedendo cortocircuiti causati dal contatto tra loro, consentendo allo stesso tempo il passaggio di ioni elettrolitici, massimizzando così l'efficienza della batteria.

Le reazioni chimiche nelle batterie agli ioni di litio comprendono non solo le reazioni redox durante l'inserimento e l'estrazione degli ioni di litio,ma anche reazioni collaterali come la formazione e la distruzione del film SEI sulla superficie dell'elettrodo negativoQueste reazioni collaterali sono tutte cause di decadimento della capacità della batteria agli ioni di litio.

Per migliorare la capacità e le prestazioni delle batterie, è necessario che le batterie siano dotate di un sistema di accumulo e di un sistema di accumulo di energia.Gli studiosi di vari campi in patria e all' estero hanno studiato a fondo i meccanismi di perdita di capacità delle batterie al litioAttualmente, i principali fattori che causano il decadimento della capacità della batteria agli ioni di litio sono la formazione di film di passivazione SEI sulle superfici degli elettrodi positivi e negativi, la deposizione di metallo di litio, la formazione di filtri di passivazione SEI, la formazione di filtri di passivazione SEI su superfici di elettrodi positivi e negativi, la formazione di filtri di passivazione SEI su superfici di elettrodi positivi e negativi, la formazione di filtri di passivazione SEI su superfici di elettrodi positivi e negativi, la formazione di filtri di passivazione SEI su superfici di elettrodi positivi e negativi, la formazione di filtri di passivazione SEI su superfici di elettrodi positivi e negativi.dissoluzione dei materiali attivi degli elettrodi, la comparsa di reazioni redox o di reazioni collaterali all'anodo e al catodo, cambiamenti strutturali e cambiamenti di fase.le variazioni nella capacità di decadimento delle batterie agli ioni di litio e le loro cause sono ancora oggetto di continue ricerche.

Molti tipi di materiali attivi possono essere utilizzati come elettrodi negativi nelle batterie agli ioni di litio, a base di carbonio, silicio, stagno,i materiali per elettrodi negativi a titanato di litio sono i materiali principaliIl grafite, con la sua elevata conduttività, la sua eccellente struttura stratificata e la sua elevata cristallinità, ha un'elettricità molto elevata.è ben adatto per l'intercalazione e la deintercalazione del litioInoltre, la grafite è conveniente e facilmente disponibile, rendendola ampiamente utilizzata.

Durante la carica e la scarica iniziali di una batteria agli ioni di litio, le molecole di solvente si decompongono sulla superficie del grafite, formando un film di passivazione chiamato SEI (sediment injection).Questa reazione porta a una perdita di capacità irreversibileDurante la sovraccarica, si verifica una deposizione di metallo di litio sulla superficie dell'elettrodo negativo.in particolare quando il materiale attivo dell'elettrodo positivo è in eccesso rispetto al materiale attivo dell'elettrodo negativoLa deposizione di metallo di litio può verificarsi anche in condizioni ad alto tasso.

In generale, la formazione di metallo di litio che porta a decadimento della capacità nelle batterie al litio deriva principalmente da quanto segue:

Prima di tutto, riduce la quantità di litio ciclico nella batteria;

In secondo luogo,il metallo di litio reagisce con l'elettrolita o il solvente, formando altri sottoprodotti;
In terzo luogo,Il metallo di litio si deposita principalmente tra l'elettrodo negativo e il separatore, causando blocco dei pori e aumento della resistenza interna.Il meccanismo con cui i diversi materiali di grafite influenzano il decadimento della capacità delle batterie agli ioni di litio variaLa grafite naturale ha una superficie specifica più elevata; pertanto le reazioni di auto-discarica porteranno a una perdita di capacità nelle batterie agli ioni di litio.come elettrodo negativoInoltre, fattori quali la dissociazione della struttura stratificata dell'elettrodo negativo durante il ciclola dispersione di agenti conduttori durante la fabbricazione di elettrodi, e l'aumento della resistenza elettrochimica durante lo stoccaggio sono tutti fattori importanti che contribuiscono alla perdita di capacità nelle batterie agli ioni di litio.

La sovraccarica degli elettrodi positivi si verifica principalmente quando la percentuale di materiale degli elettrodi positivi è troppo bassa,causando uno squilibrio di capacità tra gli elettrodi e causando una perdita di capacità irreversibile nelle batterie agli ioni di litioInoltre, 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-BCT506-512HTester di scarica di carica della batteriaviene utilizzato per la formazione di batterie, la misurazione della capacità e la prova dei parametri di prestazione, ecc.Si tratta di un sistema di test completo della batteria di tipo master-slave composto da un computer e un microcomputer a singolo chip.La sua struttura è avanzata, le prestazioni sono affidabili, il funzionamento è conveniente, l'efficienza è elevata e ha un rapporto costo-prestazioni estremamente elevato.È un'apparecchiatura di prova di produzione indispensabile per i produttori di batterie al litio, produttori di apparecchiature di misurazione della capacità e istituti di ricerca.

Se la tensione di ricarica di una batteria agli ioni di litio è troppo alta, causerà l'ossidazione dell'elettrolita e genererà alcuni sottoprodotti, che intaseranno i micropori dell'elettrodo,ostacolando la migrazione degli ioni di litio e causando così cambiamenti nella decadenza della capacità di cicloLa stabilità dell'elettrolita è inversamente proporzionale alla sua concentrazione; concentrazioni più elevate portano a una minore stabilità, influenzando così la capacità della batteria agli ioni di litio.Durante la ricarica, l'elettrolita viene consumato, richiedendo un rifornimento durante l'assemblaggio, il che riduce la quantità di materiale attivo e incide sulla capacità iniziale.

L'elettrolita comprende elettrolita, solvente e additivi, e le sue proprietà influenzano la durata della batteria, la capacità specifica, le prestazioni di carica / scarica e la sicurezza.La decomposizione sia dell'elettrolita che del solvente provoca una perdita di capacitàDurante il ciclo di carica/scarica iniziale, la formazione di una pellicola SEI sulla superficie dell'elettrodo negativo da parte di solventi e altre sostanze provoca una perdita di capacità irreversibile, che è inevitabile..La presenza di impurità quali acqua o fluoruro di idrogeno nell'elettrolita può causare la decomposizione dell'elettrolita LiPF6 a temperature più elevate,e i prodotti risultanti reagiscono con il materiale dell'elettrodo positivo, influenzando la capacità della batteria.

Allo stesso tempo, alcuni prodotti reagiscono con il solvente, influenzando la stabilità del film SEI sulla superficie dell'elettrodo negativo e causando un degrado delle prestazioni delle batterie agli ioni di litio.se i prodotti di decomposizione degli elettroliti sono incompatibili con l'elettrolita, bloccano i pori degli elettrodi positivi durante la migrazione, portando a un decadimento della capacità della batteria.la comparsa di reazioni collaterali tra l'elettrolita e gli elettrodi positivi e negativi della batteria, così come i derivanti sottoprodotti, sono i principali fattori che causano il decadimento della capacità della batteria.

Le batterie agli ioni di litio generalmente subiscono una perdita di capacità, un processo noto come auto-discarica, che è diviso in perdita di capacità reversibile e irreversibile.Il tasso di ossidazione del solvente influenza direttamente il tasso di auto-discaricaI materiali attivi degli elettrodi positivi e negativi possono reagire con il soluto durante la ricarica, portando a migrazione degli ioni di litio, squilibrio di capacità e decadimento irreversibile.ridurre la superficie del materiale attivo può ridurre il tasso di perdita di capacitàLa perdita di capacità può anche essere causata da una perdita di capacità del separatore, ma è meno probabile che ciò accada.porterà alla deposizione di metalli di litio, causando ulteriore decadimento della capacità sia negli elettrodi positivi che negativi.

Durante la ricarica, il materiale attivo dell'elettrodo positivo della batteria è instabile, causando una reazione con l'elettrolita e influenzando la capacità della batteria.Tra i fattori che influenzano la capacità della batteria, i difetti strutturali del materiale del catodo, il potenziale di carica eccessivamente elevato e il tenore di nero di carbonio sono i principali fattori.

Lo spinel LiMn2O4 è abbondante e economico nel mio paese, possiede una buona stabilità termica ed è un materiale primario per i catodi delle batterie.Lo stoccaggio dei catodi LiMn2O4 ad alte temperature e durante i cicli di carica-scarica delle batterie porta a un decadimento della capacità, principalmente a causa dei seguenti fattori: in primo luogo, in condizioni di alta tensione, si verificano reazioni elettrochimiche nell'elettrolita, generalmente al di sopra di 4,0 V; in secondo luogo,Mn in LiMn2O4 si dissolve nell'elettrolita, causando una reazione di sproporzionamento che interrompe la struttura cristallina del materiale catodico.

Poiché il nero di carbonio è una sostanza inattiva e non partecipa alla reazione di scarica, un eccessivo contenuto di nero di carbonio nel materiale catodico ne influenzerà la resistenza e la capacità.,deve essere aggiunto in modo appropriato; inoltre, il vettore di trasporto genera una sostanza catalizzatrice sulla superficie del nero di carbonio,che può aumentare la velocità di decomposizione degli ioni metallici e promuovere efficacemente la dissoluzione dei principi attivi.

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