ทําไม ความจุ ของ แบตเตอรี่ ลิทธิียม จึง ลดลง?

อิเล็กตรอดบวกและลบ, เอเลคโทรลิต, และตัวแยก เป็นองค์ประกอบสําคัญของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนการปฏิกิริยาการใส่และการสกัดลิทธิียมเกิดขึ้นที่ไฟฟ้าบวกและลบ, และปริมาณลิตியம்ที่ใส่ในแต่ละอิเล็กทรอนด์คือปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่การรักษาความสมดุลของความจุของไฟฟ้าบวกและลบเป็นสิ่งจําเป็นในการรับประกันผลงานของแบตเตอรี่ที่ดีที่สุด.

โดยทั่วไป แบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนใช้สารละลายอิเล็กทรอลิต ประกอบด้วยสารละลายอินทรีย์และสารละลายอิเล็กทรอลิต (เกลือลิตিয়াম)โซลูชั่นเอเลคโทรลิตนี้ควรมีความสามารถในการนําไฟและความมั่นคงที่เพียงพอสําหรับตัวแยก ผลงานของมันเป็นปัจจัยหลักที่กําหนดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่และโครงสร้างอินเตอร์เฟสส่งผลโดยตรงต่อการลดความจุ. เครื่องแยกคุณภาพสูงจะปรับปรุงความจุและผลประกอบการโดยรวมของแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนเครื่องแยกส่วนใหญ่ทํางานในการแยกอิเล็กทรอัดบวกและลบ, ป้องกันการตัดสายสั้นที่เกิดจากการสัมผัสระหว่างพวกมัน, ในขณะเดียวกันยังอนุญาตให้ไอออนเอเลคโทรลิตผ่านไป, ทําให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่สูงสุด

การปฏิกิริยาทางเคมีในแบตเตอรี่ไอออนลิเดียม ไม่เพียงแต่รวมถึงปฏิกิริยาเรด็อกซ์ ระหว่างการใส่และการสกัดไอออนลิเดียมแต่ยังมีปฏิกิริยาข้างเคียง เช่น การสร้างและทําลายของหนัง SEI บนพื้นผิวของไฟฟ้าลบการปฏิกิริยาข้างเคียงเหล่านี้ทั้งหมดเป็นสาเหตุของการลดความจุของแบตเตอรี่ไอออนลิต

การล่มสลายและสูญเสียความจุในระหว่างวงจรของแบตเตอรี่ เป็นปรากฏการณ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น เพื่อปรับปรุงความจุและผลงานของแบตเตอรี่นักวิชาการจากสาขาต่าง ๆ ทั้งในและต่างประเทศได้ศึกษาอย่างละเอียดถึงกลไกของการสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ลิธีียมปัจจุบันปัจจัยหลักที่ทําให้ความจุของแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนเสื่อมรวมถึงการสร้างหนัง passivation SEI บนพื้นผิวอิเล็กทรอัดบวกและลบการละลายของวัสดุที่ทํางานในอิเล็กทรอนด์, การเกิดของปฏิกิริยา redox หรือปฏิกิริยาข้างเคียงที่ anode และ cathode, การเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง, และการเปลี่ยนแปลงระยะการเปลี่ยนแปลงในความจุของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออน และสาเหตุของมันยังคงอยู่ในการวิจัยต่อเนื่อง.

วัสดุประกอบกิจกรรมหลายประเภท สามารถใช้เป็นอิเล็กทรอัดลบในแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนได้และวัสดุไฟฟ้าลบของลิเดียมไทแนทเป็นวัสดุหลักวัสดุคาร์บอนประเภทต่าง ๆ มีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าที่แตกต่างกันเหมาะสําหรับการสับสนและการสับสนของลิเดียมนอกจากนี้ กราฟไทต์ก็มีราคาถูก และมีให้บริการง่ายๆ ทําให้มันถูกใช้อย่างแพร่หลาย

ระหว่างการชาร์จและการปล่อยของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนครั้งแรก โมเลกุลของสารละลายจะละลายบนพื้นผิวของกราฟิต สร้างฟิล์ม passivation ที่เรียกว่า SEI (sediment injection)การปฏิกิริยานี้นําไปสู่การสูญเสียความสามารถที่ไม่สามารถแก้ไขได้ระหว่างการชาร์จเกิน การฝากโลหะลิเดียมเกิดขึ้นบนพื้นผิวไฟฟ้าลบโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุที่ใช้ในอิเล็กทรอัดบวกมากเกินไป เมื่อเทียบกับวัสดุที่ใช้ในอิเล็กทรอัดลบการฝากโลหะลิทธิียมยังสามารถเกิดขึ้นภายใต้สภาพอัตราสูง

โดยทั่วไป การสร้างโลหะลิเดียมที่นําไปสู่การล่มสลายของความจุในแบตเตอรี่ลิเดียม เป็นต้นมาจากสิ่งต่อไปนี้

อย่างแรก, มันลดปริมาณของลิเดียมหมุนในแบตเตอรี่

อย่างที่สองโลหะลิเดียมปฏิกิริยากับเอเลคโทรลิตหรือสารละลาย สร้างผลิตภัณฑ์ข้างเคียงอื่น ๆ
อันที่สามโลหะลิตียมส่วนใหญ่ฝากระหว่างไฟฟ้าลบและตัวแยก ส่งผลให้มีรูขุมขัดขวางและเพิ่มความต้านทานภายในกลไกที่วัสดุกราฟิตที่แตกต่างกันส่งผลต่อการพังของแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนกราฟิตธรรมชาติมีพื้นที่พื้นผิวเฉพาะที่สูงกว่า ดังนั้นปฏิกิริยาการปล่อยของตัวเองจะนําไปสู่การสูญเสียความจุในแบตเตอรี่ไอออนลิഥียมในฐานะไฟฟ้าลบ, มีความต้านทานทางเคมีไฟฟ้าที่สูงกว่ากราฟิตสังเคราะห์ นอกจากนี้ปัจจัยเช่นการแยกของโครงสร้างชั้นของไฟฟ้าลบระหว่างจักรยานการกระจายตัวประกอบที่นําทางระหว่างการผลิตอิเล็กทรอนด์, และการเพิ่มความต้านทานทางเคมีไฟฟ้าระหว่างการเก็บรักษา เป็นปัจจัยสําคัญทั้งหมดที่ส่งผลให้เกิดการสูญเสียความจุในแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออน

อัตราการชาร์จอิเล็กทรอัดบวกเกินปกติ เกิดขึ้นโดยเฉพาะเมื่อสัดส่วนของวัสดุอิเล็กทรอัดบวกต่ําเกินไปส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลของความจุระหว่างอิเล็กตรอด และทําให้เกิดการสูญเสียความจุที่ไม่สามารถแก้ไขได้ในแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนนอกจากนี้ 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-BCT506-512Hเครื่องทดสอบการชาร์จการปล่อยแบตเตอรี่ใช้ในการสร้างแบตเตอรี่, การวัดความจุ และการทดสอบปริมาตรการผลงาน เป็นต้นมันเป็นระบบการทดสอบแบตเตอรี่แบบ master-slave รวมทั้งคอมพิวเตอร์และไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวโครงสร้างของมันมีความก้าวหน้า ผลงานมีความน่าเชื่อถือ การทํางานสะดวกสบาย ประสิทธิภาพสูง และมีอัตราส่วนค่าใช้จ่ายและผลงานที่สูงมากมันเป็นอุปกรณ์ทดสอบการผลิตที่จําเป็นสําหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเดียม, ผู้ผลิตเครื่องวัดกําลังและสถาบันวิจัย

ถ้าความดันการชาร์จของแบตเตอรี่ลิตিয়ামไอออนสูงเกินไป มันจะทําให้อ๊อกไซเดชั่นของเอเลคโทรลิต และสร้างผลิตภัณฑ์ข้างเคียงบางส่วน ซึ่งจะบดไมโครโพโรสของเอเลคโทรดสะกดการอพยพของไอออนลิเดียม และทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการล่มสลายความจุของวงจรความเสถียรภาพของสารประกอบไฟฟ้ามีสัดส่วนกับความเข้มข้นของมัน; ความเข้มข้นที่สูงกว่าจะนําไปสู่ความเสถียรภาพที่ต่ําลง โดยส่งผลกระทบต่อความจุของแบตเตอรี่ไอออนลิธีਅਮระหว่างการชาร์จ, ไอนํ้าไฟฟ้าถูกบริโภค, จําเป็นต้องเติมเต็มระหว่างการประกอบ, ซึ่งลดปริมาณของวัสดุที่มีประสิทธิภาพและมีผลกระทบต่อความจุเริ่มต้น.

อิเล็กตรอลิตประกอบด้วยอิเล็กตรอลิต, สารละลาย, และสารเสริม และคุณสมบัติของมันมีผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่, ความจุเฉพาะ, อัตราการชาร์จ / การชาร์จและความปลอดภัยการละลายของทั้งเอเลคโทรลิตและสารละลายทําให้ความสามารถสูญเสียระหว่างวงจรการชาร์จ/การปล่อยไฟเบื้องต้น การสร้างฟิล์ม SEI บนพื้นผิวอิเล็กทรอนดิสลบโดยสารละลายและสารอื่น ๆ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียความจุที่ไม่สามารถแก้ไขได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้.การมีปริมาณสารสกัด เช่น น้ําหรือไฮโดรเจนฟลอไรด์ในสารประกอบไฟฟ้าอาจทําให้ LiPF6 ละลายในอุณหภูมิที่สูงขึ้นและผลิตภัณฑ์ที่ได้ปฏิกิริยากับวัสดุไฟฟ้าบวกมีผลต่อความจุของแบตเตอรี่

ในขณะเดียวกัน, ผลิตภัณฑ์บางส่วนปฏิกิริยากับสารละลาย, มีผลต่อความมั่นคงของหนัง SEI บนพื้นผิวอิเล็กทรอนดาร์ลบและทําให้การทํางานของแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนเสื่อม.ถ้าผลิตภัณฑ์ของการละลายของเอเลคโทรลิตไม่เข้ากันได้กับเอเลคโทรลิต, พวกเขาจะปิดขุมขนของไฟฟ้าบวกระหว่างการย้าย, ส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่การเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงระหว่างเอเลคโทรลิต และเอเลคโทรดบวกและลบของแบตเตอรี่, รวมถึงผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่เกิดขึ้น, เป็นปัจจัยหลักที่ทําให้ความจุของแบตเตอรี่เสื่อม

แบตเตอรี่ลิทธิียมไอออนโดยทั่วไปมีอัตราการสูญเสียของความจุ เป็นกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อการปล่อยของตัวเอง ซึ่งแบ่งออกเป็นการสูญเสียของความจุที่สามารถกลับคืนได้และไม่สามารถกลับคืนได้อัตราการออกซิเดนของสารละลายมีผลต่ออัตราการปล่อยตัวเองโดยตรงวัสดุที่ใช้ในอิเล็กทรอัดบวกและลบอาจปฏิกิริยากับสารละลายระหว่างการชาร์จ ส่งผลให้มีการย้ายตัวของไอออนลิเดียม, ความไม่สมดุลของความสามารถ, และการพังที่ไม่กลับคืนได้การลดพื้นที่พื้นผิวของวัสดุที่มีผลสามารถลดอัตราการสูญเสียความสามารถ, และการละลายของสารละลายจะส่งผลกระทบต่ออายุการเก็บของของแบตเตอรี่ การรั่วไหลของเครื่องแยกยังสามารถทําให้เกิดการสูญเสียความจุได้ แต่ความเป็นไปได้น้อยกว่านี้มันจะทําให้โลหะลิเดียมสะสมส่งผลให้ความจุเสียลงในทั้งไฟฟ้าบวกและลบ

ระหว่างการชาร์จ วัสดุที่ใช้ในไฟฟ้าบวกของแบตเตอรี่ไม่มั่นคง ทําให้มันปฏิกิริยากับสารไฟฟ้าและส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ในหมู่ปัจจัยที่ส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่, ความบกพร่องทางโครงสร้างในวัสดุคาโทด พลังงานการชาร์จที่สูงเกินไป และสารคาร์บอนแบรคเป็นปัจจัยหลัก

สปินเอล LiMn2O4 มีจํานวนมากและราคาถูกในประเทศของฉัน มีความมั่นคงทางความร้อนที่ดี และเป็นวัสดุหลักสําหรับแคโทดแบตเตอรี่การเก็บคาโทด LiMn2O4 ในอุณหภูมิสูงและระหว่างวงจรการชาร์จ-การชาร์จแบตเตอรี่ นําไปสู่การลดความจุโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากปัจจัยต่อไปนี้: อันดับแรก, ภายใต้สภาพความดันสูง, การปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าเกิดขึ้นในสารประกอบไฟฟ้า, โดยทั่วไปมากกว่า 4.0V;Mn ใน LiMn2O4 จะละลายในสารประกอบไฟฟ้า, ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่สมัดส่วนที่ทําลายโครงสร้างคริสตัลของวัสดุคาโทด

เนื่องจากคาร์บอนแบล็คเป็นสารที่ไม่ทํางาน และไม่ร่วมปฏิกิริยาการปล่อยไฟ ดังนั้นการมีคาร์บอนแบล็คมากเกินไปในวัสดุคาโทดจะส่งผลต่อความแข็งแรงและความจุของมัน,ต้องเพิ่มให้เหมาะสม นอกจากนี้ เครื่องขนส่งจะสร้างสารเร่งบนพื้นผิวคาร์บอนแบล็คซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการละลายของไอออนโลหะและส่งเสริมการละลายสารประสิทธิภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

แรงงานใหม่ Aceyมีความเชี่ยวชาญในด้านการวิจัยและการผลิตอุปกรณ์ระดับสูงสําหรับแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนเครื่องทดสอบความจุของแบตเตอรี่ลิธีียมกรุณาติดต่อเราได้ตลอดเวลา