Lityum Pil Kapasitesi Neden Azalır?

Pozitif ve negatif elektrotlar, elektrolit ve ayırıcı, lityum iyonlu bir pilin önemli bileşenleridir.Lityum ekleme ve ekstraksiyon reaksiyonları pozitif ve negatif elektrotlarda gerçekleşir., ve her elektrotta yerleştirilen lityum miktarı, pil kapasitesini etkileyen ana faktördür.Batarya performansının optimal olmasını sağlamak için pozitif ve negatif elektrotların kapasite dengesini korumak şarttır..

Genellikle, lityum iyonlu piller organik bir çözücüden ve bir elektrolitten (lityum tuzu) oluşan bir elektrolit çözeltisi kullanır.Bu elektrolit çözeltisi yeterli iletkenliğe ve istikrara sahip olmalıdır., ve elektrotlarla uyumludur. Bölücü için, performansı, pilin iç direncini ve arayüz yapısını belirleyen ana faktördür.Kapasite bozulmasını doğrudan etkileyenYüksek kaliteli bir ayırıcı, lityum iyonlu pilin kapasitesini ve genel performansını önemli ölçüde artıracaktır.Ayrıcı esas olarak pozitif ve negatif elektrotları ayırmak için çalışır., aralarındaki temas nedeniyle oluşan kısa devreyi önlerken, elektrolit iyonlarının geçmesine izin verir ve böylece pil verimliliğini en üst düzeye çıkarır.

Lityum iyonlu pillerdeki kimyasal reaksiyonlar sadece lityum iyon ekleme ve çıkarma sırasında redox reaksiyonlarını içermez.aynı zamanda olumsuz elektrot yüzeyinde SEI filminin oluşumu ve yıkımı gibi yan reaksiyonlarBu yan reaksiyonların hepsi lityum iyonlu batarya kapasitesinin bozulmasına neden olur.

Batarya döngüsü sırasında kapasite bozulması ve kaybı kaçınılmaz bir olgudur.Yurt içi ve yurtdışındaki çeşitli alanlardan bilim adamları lityum batarya kapasitesinin kaybının mekanizmalarını iyice incelediler.Şu anda, lityum iyonlu batarya kapasitesinin bozulmasına neden olan ana faktörler, pozitif ve negatif elektrot yüzeylerinde SEI pasifleştirme filmlerinin oluşumunu, lityum metal çöküntüsünü,Elektrot aktif maddelerin çözünmesi, anod ve katotta redoks reaksiyonlarının veya yan reaksiyonların meydana gelmesi, yapısal değişiklikler ve faz değişiklikleri.Lityum iyonlu batarya kapasitesindeki değişimler ve nedenleri hala araştırılmaktadır..

Birçok aktif malzeme türü, karbon bazlı, silikon bazlı, teneke bazlı,ve lityum titanat negatif elektrot malzemeleri ana malzemeler olarakFarklı karbon malzemeleri, yüksek iletkenliğine, mükemmel katmanlı yapısına ve yüksek kristalinliğine sahip olan grafit,Lityum interkalasiyonu ve deinterkalasiyonu için uygundurAyrıca, grafit uygun fiyatlı ve kolayca mevcuttur, bu nedenle yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir lityum iyonlu pilin ilk şarj ve boşaltması sırasında, çözücü molekülleri grafit yüzeyinde parçalanır ve SEI (Sediment Enjeksiyonu) adı verilen bir pasivasyon filmi oluşturur.Bu reaksiyon geri dönüşü olmayan kapasite kaybına yol açar.Aşırı şarj sırasında, negatif elektrot yüzeyinde lityum metal çöküntüsü oluşur.Özellikle pozitif elektrot aktif maddenin negatif elektrot aktif maddenin oranında fazla olması durumunda.Lityum metal çöküntüsü yüksek oranlı koşullarda da meydana gelebilir.

Genel olarak, lityum pillerde kapasite bozulmasına yol açan lityum metal oluşumu öncelikle aşağıdakilerden kaynaklanır:

İlk olarak, pildeki döngüsel lityum miktarını azaltır.

İkincisi,Lityum metal elektrolit veya çözücü ile reaksiyona girerek diğer yan ürünler oluşturur.
Üçüncüsü,Lityum metal, çoğunlukla negatif elektrot ve ayırıcı arasında depolanır, gözenek tıkanmasına ve iç direncin artmasına neden olur.Farklı grafit malzemelerinin lityum iyonlu pillerin kapasite bozulmasını etkilemesinin mekanizması değişir.Doğal grafit daha yüksek spesifik yüzey alanına sahiptir; bu nedenle kendi kendini boşaltma reaksiyonları lityum iyonlu bataryalarda kapasite kaybına yol açacaktır.negatif elektrot olarak, sentetik grafitten daha yüksek bir elektrokimyasal direnci vardır. Ek olarak, negatif elektrodun katmanlı yapısının döngü sırasında ayrılması gibi faktörler,Elektrot üretimi sırasında iletken maddelerin dağılımı, ve depolama sırasında elektrokimyasal direncin artması, tümüyle lityum iyon pillerindeki kapasite kaybına katkıda bulunan önemli faktörlerdir.

Pozitif elektrot aşırı şarjı, çoğunlukla pozitif elektrot malzemesinin oranı çok düşük olduğunda meydana gelir.Elektrotlar arasındaki kapasite dengesizliğine yol açan ve lityum iyonlu pillerde geri dönüşü olmayan kapasite kaybına neden olanAyrıca, 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-BCT506-512HBatarya şarj boşaltma testçisiBatarya oluşumu, kapasite ölçümü ve performans parametresi testleri vb. için kullanılır.Bir bilgisayar ve tek çipli bir mikrobilgisayardan oluşan bir master-slave tipi batarya kapsamlı test sistemi.Yapısı gelişmiş, performansı güvenilir, çalışması uygun, verimliliği yüksek ve son derece yüksek bir maliyet-performansı oranına sahiptir.Lityum batarya üreticileri için vazgeçilmez bir üretim test ekipmanıdır., kapasite ölçüm üreticileri ve araştırma kurumları.

Lityum iyonlu bir pilin şarj voltajı çok yüksekse, elektrolit oksidasyonuna neden olur ve bazı yan ürünler üretir. Bu da elektrot mikroporlarını tıkar.Lityum iyonlarının göçünü engelleyen ve böylece döngü kapasitesinin bozulmasına neden olan değişikliklerElektrolitin istikrarı konsantrasyonuna ters orantılıdır; daha yüksek konsantrasyonlar daha düşük istikrarla sonuçlanır ve böylece lityum iyonlu pilin kapasitesini etkiler.Şarj sırasında, elektrolit tüketilir, montaj sırasında yenilenmesi gerekir, bu da aktif malzemenin miktarını azaltır ve başlangıç kapasitesini etkiler.

Elektrolit, elektrolit, çözücü ve katkı maddeleri içerir ve özellikleri pil ömrünü, spesifik kapasiteyi, şarj/şarj performansını ve güvenliği etkiler.Hem elektrolit hem de çözücülerin bozulması kapasite kaybına neden olurİlk şarj/şarj döngüsü sırasında, solventler ve diğer maddeler tarafından negatif elektrot yüzeyinde bir SEI filmi oluşması, kaçınılmaz olarak geri dönüşü olmayan kapasite kaybı ile sonuçlanır..Elektrolitte su veya hidrojen florür gibi kirliliklerin varlığı, LiPF6 elektrolitinin daha yüksek sıcaklıklarda parçalanmasına neden olabilir.ve elde edilen ürünler pozitif elektrot malzemesi ile reaksiyona girer., pil kapasitesini etkiler.

Aynı zamanda, bazı ürünler çözücüyle reaksiyona girerek, negatif elektrot yüzeyinde SEI filminin istikrarını etkiler ve lityum iyonlu pil performansının bozulmasına neden olur.Eğer elektrolit parçalanma ürünleri elektrolitle uyumsuzsa, göç sırasında pozitif elektrot gözeneklerini engelleyecekler, bu da pil kapasitesinin bozulmasına yol açacaktır.Elektrolit ile pilin pozitif ve negatif elektrotları arasında yan reaksiyonların oluşması, yanı sıra elde edilen yan ürünler, pil kapasitesinin bozulmasına neden olan ana faktörlerdir.

Lityum-iyon piller genellikle kendi kendine boşaltma olarak bilinen bir süreç olan kapasite kaybına maruz kalır ve geri dönüşü olmayan kapasite kaybına bölünür.Solvent oksidasyon hızı kendi kendini boşaltma hızı doğrudan etkilerPozitif ve negatif elektrot aktif malzemeleri şarj sırasında eritilmişle reaksiyona girebilir, bu da lityum iyon göçüne, kapasite dengesizliğine ve geri dönüşü olmayan bozulmaya yol açabilir.Etkin malzemenin yüzey alanının azaltılması kapasite kaybı oranını azaltabilir., ve çözücü parçalanması pil depolama ömrünü etkiler. Ayrıştırıcı sızıntısı da kapasite kaybına neden olabilir, ancak bu daha az olasıdır.Lityum metal çöküntüsüne yol açacaktır., hem pozitif hem de negatif elektrotlarda kapasite bozulmasına neden olur.

Şarj sırasında, pilin pozitif elektrodunun aktif malzemesi dengesizdir ve elektrolitle reaksiyona girmesine neden olur ve pil kapasitesini etkiler.Pil kapasitesini etkileyen faktörler arasında, katot malzemesinin yapısal kusurları, aşırı yüksek şarj potansiyeli ve karbon siyah içeriği ana faktörlerdir.

Spinel LiMn2O4 ülkemde bol ve ucuz, iyi termal istikrarlıdır ve pil katotları için birincil malzemedir.LiMn2O4 katotlarının yüksek sıcaklıklarda ve batarya şarj-şarj döngüleri sırasında depolanması kapasite bozulmasına neden olur, öncelikle aşağıdaki faktörlerden kaynaklanır: Birincisi, yüksek voltaj koşullarında elektrolitte elektro kimyasal reaksiyonlar meydana gelir, genellikle 4.0V'den fazla; ikincisi,LiMn2O4 içindeki Mn elektrolitte çözünür, katot malzemesinin kristal yapısını bozan bir orantısızlık reaksiyonuna neden olur.

Karbon siyahı aktif olmayan bir madde olduğundan ve boşaltma reaksiyonuna katılmadığından, katot malzemesinde aşırı karbon siyahı içeriği dayanıklılığını ve kapasitesini etkileyecektir.,Buna ek olarak, nakliye taşıyıcısı karbon siyah yüzeyinde katalitik bir madde üretir.metal iyonlarının parçalanma hızını artırabilir ve etkin maddelerin çözülmesini etkili bir şekilde teşvik edebilir.

Acey Yeni EnerjiLityum-ion piller için yüksek kaliteli ekipmanların araştırılması ve üretimi konusunda uzmanlaşmış.Lityum pil kapasitesi test ediciLütfen istediğiniz zaman bizimle iletişime geçin.