Por que diminui a capacidade da bateria de lítio?

Os eletrodos positivos e negativos, eletrólito e separador são os componentes importantes de uma bateria de íons de lítio.As reações de inserção e extração de lítio ocorrem nos eletrodos positivos e negativos, e a quantidade de lítio inserida em cada elétrodo é o principal fator que afeta a capacidade da bateria.Manter o equilíbrio de capacidade dos elétrodos positivos e negativos é essencial para garantir o desempenho ideal da bateria.

Geralmente, as baterias de íons de lítio utilizam uma solução eletrolítica composta por um solvente orgânico e um eletrolítico (sal de lítio).Esta solução de eletrólito deve possuir condutividade e estabilidade suficientesPara o separador, o seu desempenho é o principal fator que determina a resistência interna da bateria e a estrutura da interface,Afetando diretamente o declínio da capacidadeUm separador de alta qualidade irá melhorar significativamente a capacidade e o desempenho geral da bateria de íons de lítio.O separador funciona principalmente para separar os eletrodos positivos e negativos, evitando curto-circuitos causados pelo contato entre eles, permitindo ao mesmo tempo que os íons eletrólitos passem, maximizando assim a eficiência da bateria.

As reações químicas nas baterias de iões de lítio incluem não só as reações redox durante a inserção e extração de iões de lítio,mas também reacções secundárias como a formação e destruição da película SEI na superfície do elétrodo negativoEstas reacções secundárias são todas causas de decomposição da capacidade da bateria de iões de lítio.

O declínio e a perda de capacidade durante o ciclo da bateria são fenómenos inevitáveis.acadêmicos de várias áreas no país e no exterior estudaram completamente os mecanismos da perda de capacidade da bateria de lítioAtualmente, os principais fatores que causam a deterioração da capacidade da bateria de iões de lítio incluem a formação de filmes de passivação SEI nas superfícies dos elétrodos positivos e negativos, deposição de metal de lítio,Dissolução de materiais ativos dos eléctrodos, a ocorrência de reacções redox ou reacções secundárias no ânodo e no cátodo, alterações estruturais e alterações de fase.As alterações na decadência da capacidade das baterias de iões de lítio e as suas causas ainda estão sob investigação contínua.

Muitos tipos de materiais ativos podem ser utilizados como eletrodos negativos em baterias de íons de lítio, com base em carbono, base em silício, base em estanho,e titanato de lítio, sendo os materiais de eletrodos negativos os principais materiaisOs diferentes tipos de materiais de carbono apresentam diferentes propriedades eletroquímicas.é adequado para intercalação e desintercalação de lítioAlém disso, o grafite é acessível e facilmente disponível, tornando-o amplamente utilizado.

Durante a carga e descarga iniciais de uma bateria de íons de lítio, as moléculas de solvente decompõem-se na superfície do grafite, formando um filme de passivação chamado SEI (Injeção de Sedimentos).Esta reação leva a uma perda de capacidade irreversívelDurante a sobrecarga, ocorre a deposição de lítio metal na superfície do elétrodo negativo,especialmente quando o material ativo do elétrodo positivo é em excesso em relação ao material ativo do elétrodo negativo.A deposição do lítio metal também pode ocorrer em condições de alta taxa.

Em geral, a formação de metal de lítio que conduz a um decaimento da capacidade nas baterias de lítio decorre principalmente do seguinte:

Primeiro., reduz a quantidade de lítio cíclico na bateria;

Em segundo lugar,O lítio metálico reage com o eletrólito ou o solvente, formando outros subprodutos;
Em terceiro lugar,O lítio metálico depõe-se principalmente entre o elétrodo negativo e o separador, causando o bloqueio dos poros e aumentando a resistência interna.O mecanismo pelo qual diferentes materiais de grafite afectam o decaimento da capacidade das baterias de iões de lítio variaO grafite natural tem uma superfície específica mais elevada; por conseguinte, as reacções de auto descarga levarão à perda de capacidade nas baterias de íons de lítio.como eletrodo negativoAlém disso, fatores como a dissociação da estrutura em camadas do elétrodo negativo durante o ciclo,Dispersão de agentes condutores durante a fabricação de eletrodos, e o aumento da resistência eletroquímica durante o armazenamento são todos fatores importantes que contribuem para a perda de capacidade nas baterias de íons de lítio.

A sobrecarga do elétrodo positivo ocorre principalmente quando a proporção de material do elétrodo positivo é demasiado baixa,levando a um desequilíbrio de capacidade entre os eletrodos e causando perda irreversível de capacidade nas baterias de íons de lítioAlém disso, 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-BCT506-512HTeste de descarga de carga da bateriaÉ utilizado para formação de baterias, medição de capacidade e ensaios de parâmetros de desempenho, etc.É um sistema de teste completo de bateria de tipo master-slave composto por um computador e um microcomputador de chip únicoA sua estrutura é avançada, o seu desempenho é fiável, a sua operação é conveniente, a sua eficiência é elevada e tem uma relação custo/desempenho extremamente elevada.É um equipamento de ensaio de produção indispensável para os fabricantes de baterias de lítio, fabricantes de medições de capacidade e instituições de investigação.

Se a tensão de carregamento de uma bateria de iões de lítio for muito alta, causará oxidação do eletrólito e gerará alguns subprodutos, que obstruirão os microporos do elétrodo,impedindo a migração de íons de lítio e, assim, causando alterações no decaimento da capacidade do cicloA estabilidade do eletrólito é inversamente proporcional à sua concentração; concentrações mais elevadas levam a uma estabilidade mais baixa, afetando assim a capacidade da bateria de iões de lítio.Durante a carga, o eletrólito é consumido, o que requer uma reabastecimento durante a montagem, o que reduz a quantidade de material ativo e afeta a capacidade inicial.

O eletrólito compreende eletrólito, solvente e aditivos, e suas propriedades afetam a vida útil da bateria, a capacidade específica, o desempenho de taxa de carga / descarga e a segurança.A decomposição do eletrólito e do solvente causa perda de capacidadeDurante o ciclo inicial de carga/descarga, a formação de uma película SEI na superfície do elétrodo negativo por solventes e outras substâncias resulta numa perda de capacidade irreversível, que é inevitável..A presença de impurezas como água ou fluoreto de hidrogénio no eletrólito pode causar a decomposição do eletrólito LiPF6 a temperaturas mais elevadas,e os produtos resultantes reagem com o material do elétrodo positivo, afetando a capacidade da bateria.

Simultaneamente, alguns produtos reagem com o solvente, afetando a estabilidade da película SEI na superfície do elétrodo negativo e causando a degradação do desempenho da bateria de íons de lítio.se os produtos da decomposição do eletrólito forem incompatíveis com o eletrólito, eles bloquearão os poros dos eletrodos positivos durante a migração, levando à deterioração da capacidade da bateria.a ocorrência de reacções secundárias entre o eletrólito e os eletrodos positivos e negativos da bateria, bem como os subprodutos resultantes, são os principais fatores que causam a deterioração da capacidade da bateria.

As baterias de íons de lítio geralmente sofrem perda de capacidade, um processo conhecido como auto-descarga, que é dividido em perda de capacidade reversível e irreversível.A taxa de oxidação do solvente afeta directamente a taxa de auto descargaOs materiais ativos dos elétrodos positivos e negativos podem reagir com o soluto durante a carga, levando à migração de íons de lítio, desequilíbrio de capacidade e decaimento irreversível.A redução da superfície do material ativo pode reduzir a taxa de perda de capacidadeA descomposição do dissolvente afeta a vida útil da bateria. O vazamento do separador também pode causar perda de capacidade, mas é menos provável.Isto vai levar a deposição de lítio metal., causando ainda mais decadência de capacidade nos elétrodos positivos e negativos.

Durante o carregamento, o material ativo do eletrodo positivo da bateria é instável, fazendo com que ele reate com o eletrólito e afete a capacidade da bateria.Entre os factores que afectam a capacidade da bateria, defeitos estruturais no material do cátodo, potencial de carga excessivamente elevado e teor de negro de carbono são os principais fatores.

O spinel LiMn2O4 é abundante e barato no meu país, possui boa estabilidade térmica e é um material primário para cátodos de baterias.O armazenamento de cátodos LiMn2O4 a altas temperaturas e durante ciclos de carga-descarga da bateria leva a um declínio da capacidade, principalmente devido aos seguintes factores: em primeiro lugar, em condições de alta tensão, ocorrem reacções eletroquímicas no eletrólito, geralmente acima de 4,0 V; em segundo lugar,O Mn no LiMn2O4 dissolve-se no eletrólito, causando uma reação de desproporção que perturba a estrutura cristalina do material do cátodo.

Uma vez que o negro de carbono é uma substância inativa e não participa na reação de descarga, o teor excessivo de negro de carbono no material do cátodo afetará a sua resistência e capacidade.,Além disso, o transportador gera uma substância catalítica na superfície do negro de carbono,que pode aumentar a taxa de decomposição dos íons metálicos e promover eficazmente a dissolução das substâncias activas.

Acey Nova EnergiaA empresa está especializada na investigação e fabrico de equipamentos de ponta para baterias de íons de lítio.Teste de capacidade da bateria de lítioPor favor, sinta-se à vontade para nos contactar a qualquer momento.