Undir áhrifum af heitu stigi rafbílamarkaðarins,litíum-jón rafhlöður, sem einn af kjarnaþáttum rafknúinna ökutækja, hefur verið lögð mikil áhersla á. Fólk er skuldbundið til að þróa langan líftíma, mikla afl, góða öryggi litíumjónarafhlöðu. Meðal þeirra, dempun álitíum-jón rafhlaðaafkastageta er mjög verðugt athygli allra, aðeins fullur skilningur á ástæðunum fyrir deyfingu litíum-rafhlöðu eða vélbúnaði, til að geta ávísað réttu lyfinu til að leysa vandamálið, að litíum-rafhlöður getu hvers vegna dempun?
Ástæður fyrir minni getu litíumjónarafhlöðu
1.Jákvæð rafskautsefni
LiCoO2 er eitt af algengustu bakskautsefnum (3C flokkur er mikið notaður og rafhlöður bera í grundvallaratriðum þrískipt og litíum járnfosfat). Þegar fjöldi lota eykst, stuðlar tap á virkum litíumjónum meira til afkastagetu. Eftir 200 lotur fór LiCoO2 ekki í fasaskipti, heldur breyting á lamellar uppbyggingu, sem leiddi til erfiðleika við að losa Li+.
LiFePO4 hefur góðan burðarstöðugleika, en Fe3+ í forskautinu leysist upp og minnkar í Fe málm á grafítskautinu, sem leiðir til aukinnar skautskautun. Almennt er komið í veg fyrir upplausn Fe3+ með húðun á LiFePO4 ögnum eða vali á raflausn.
NCM þrískipt efni ① Umbreytingarmálmjónir í bakskautsefni umbreytingarmálmoxíðs eru auðvelt að leysa upp við háan hita, þannig losa í raflausninni eða setja á neikvæðu hliðina sem veldur getudeyfingu; ② Þegar spennan er hærri en 4,4V á móti Li+/Li, leiðir byggingabreytingin á þríliða efninu til skerðingar á afkastagetu; ③ Li-Ni blandaðar raðir, sem leiðir til stíflu á Li+ rásum.
Helstu orsakir rýrnunar afkastagetu í LiMnO4 byggðum litíumjónarafhlöðum eru 1. óafturkræfar fasa- eða byggingarbreytingar, svo sem Jahn-Teller frávik; og 2. upplausn Mn í raflausninni (tilvist HF í raflausninni), óhlutfallsviðbrögð eða minnkun á rafskautinu.
2. Neikvæð rafskautsefni
Myndun litíumúrkomu á rafskautahlið grafítsins (hluti litíumsins verður "dauður litíum" eða myndar litíumdendríta), við lágt hitastig hægir á dreifingu litíumjóna auðveldlega sem leiðir til litíumúrkomu og litíumúrkomu er einnig hætt við að eiga sér stað þegar N/P hlutfallið er of lágt.
Endurtekin eyðilegging og vöxtur SEI filmu á rafskautshliðinni leiðir til tæmingar á litíum og aukinnar skautunar.
Endurtekið ferli litíuminnfellingar/de-litíumfjarlægingar í forskautinu sem byggir á kísil getur auðveldlega leitt til rúmmálsstækkunar og sprungubilunar á kísilagnunum. Því fyrir kísilskaut er sérstaklega mikilvægt að finna leið til að hindra rúmmálsstækkun þess.
3.Raflausn
Þættir í raflausninni sem stuðla að niðurbroti á afkastagetulitíum-jón rafhlöðurinnihalda:
1. Niðurbrot leysiefna og raflausna (alvarleg bilun eða öryggisvandamál eins og gasframleiðsla), fyrir lífræn leysiefni, þegar oxunargetan er meiri en 5V á móti Li+/Li eða minnkunarmöguleikinn er lægri en 0,8V (mismunandi niðurbrotsspenna raflausna er öðruvísi), auðvelt að brjóta niður. Fyrir raflausn (td LiPF6) er auðvelt að brotna niður við hærra hitastig (yfir 55 ℃) vegna lélegs stöðugleika;.
2. Eftir því sem lotum fjölgar eykst viðbrögð milli raflausnarinnar og jákvæðu og neikvæðu rafskautanna, sem veldur því að massaflutningsgetan veikist.
4.Þind
Þindið getur lokað rafeindunum og uppfyllt sendingu jóna. Hins vegar minnkar hæfni þindarinnar til að flytja Li+ þegar þindgötin eru stífluð af niðurbrotsefnum raflausnarinnar o.s.frv., eða þegar þindið minnkar við háan hita eða þegar þindið eldist. Að auki er myndun litíumdendríta sem stinga í gegnum þindið sem leiðir til innri skammhlaups aðalástæðan fyrir bilun þess.
5. Söfnun vökva
Orsök afkastagetu taps vegna safnara er almennt tæring safnara. Kopar er notað sem neikvæði safnarinn vegna þess að auðvelt er að oxa það við mikla styrkleika, en ál er notað sem jákvæði safnarinn vegna þess að auðvelt er að mynda litíum-ál málmblöndu með litíum við litla styrkleika. Við lágspennu (allt að 1,5V og lægri, ofhleðsla) oxast kopar í Cu2+ í raflausninni og sest út á yfirborð neikvæða rafskautsins, sem hindrar innfellingu litíums, sem leiðir til skerðingar á afkastagetu. Og á jákvæðu hliðinni, ofhleðsla árafhlaðaveldur gryfju í ál safnara, sem leiðir til aukningar á innra viðnámi og afkastagetu.
6. Hleðslu- og losunarstuðlar
Óhófleg hleðslu- og afhleðslumargfaldarar geta leitt til hraðari afkastagetu á litíumjónarafhlöðum. Aukning á hleðslu/hleðslu margfaldara þýðir að skautunarviðnám rafhlöðunnar eykst í samræmi við það, sem leiðir til minnkunar á afkastagetu. Að auki leiðir streitan af völdum dreifingar sem myndast við hleðslu og afhleðslu við háan margföldunarhraða til taps á bakskautsvirku efni og hraðari öldrun rafhlöðunnar.
Þegar um er að ræða ofhleðslu og ofhleðslu rafhlöður, er neikvæða rafskautið hætt við litíumúrkomu, jákvæða rafskautið fyrir ofhleðslu litíums hrynur og oxandi niðurbrot raflausnarinnar (tilkoma aukaafurða og gasframleiðslu) er hraðað. Þegar rafhlaðan er ofhlaðin hefur koparþynnan tilhneigingu til að leysast upp (hindrar losun litíums eða mynda beint kopardendrít), sem leiðir til rýrnunar á afkastagetu eða rafhlöðubilunar.
Rannsóknir á hleðsluaðferðum hafa sýnt að þegar hleðslustöðvunarspennan er 4V getur það bætt endingartíma rafhlöðunnar með viðeigandi lækkun á hleðsluspennu (td 3,95V). Það hefur einnig verið sýnt fram á að hraðhleðsla rafhlöðu í 100% SOC eyðist hraðar en hraðhleðsla í 80% SOC. Að auki, Li o.fl. komist að því að þó að púls geti bætt hleðsluskilvirkni, mun innra viðnám rafhlöðunnar hækka verulega og tap á virku rafskautsefni er alvarlegt.
7.Hitastig
Áhrif hitastigs á getu álitíum-jón rafhlöðurer líka mjög mikilvægt. Þegar unnið er við hærra hitastig í langan tíma, er aukning á aukaverkunum innan rafhlöðunnar (td niðurbrot raflausnarinnar), sem leiðir til óafturkræfs taps á afkastagetu. Þegar unnið er við lægra hitastig í langan tíma eykst heildarviðnám rafhlöðunnar (leiðni raflausna minnkar, SEI viðnám eykst og hraði rafefnafræðilegra viðbragða minnkar) og litíumútfelling frá rafhlöðunni er líkleg til að eiga sér stað.
Ofangreint er aðalástæðan fyrir niðurbroti litíumjónarafhlöðunnar, í gegnum ofangreinda kynningu tel ég að þú hafir skilning á orsökum niðurbrots litíumjónarafhlöðunnar.
Birtingartími: 24. júlí 2023