เมื่อชาร์จ
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน , การตกตะกอนของลิเธียมไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และทำให้อายุการใช้งานสั้นลงอย่างมาก แต่ยังจำกัดความสามารถในการชาร์จอย่างรวดเร็วของแบตเตอรี่ และอาจทำให้เกิดผลร้ายแรง เช่น การเผาไหม้และการระเบิด
ในบทความชุดหนึ่ง เราจะหารือเกี่ยวกับปัญหาจากมาตราส่วนมาโครของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน สภาพการทำงาน การไล่ระดับที่มีอยู่ในแบตเตอรี่ การทดสอบเคมีไฟฟ้า การทดสอบความปลอดภัย ฯลฯ ) ไมโครสเกล (อิเล็กโทรด อนุภาค โครงสร้างจุลภาค ฯลฯ .) และมาตราส่วนอะตอม (อะตอม ไอออน โมเลกุล อุปสรรคพลังงานกระตุ้น ฯลฯ) วันนี้เราจะมาพูดคุยกันเกี่ยวกับหลักฐานการทดลองผลข้างเคียงของการสะสมลิเธียมที่รวบรวมมาจากมุมต่างๆ:
เมื่อเปรียบเทียบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกับรุ่นเดียวกัน นักวิจัยพบว่าปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมทำให้แบตเตอรี่มีอัตราการเสื่อมสภาพเร็วขึ้น และความจุของแบตเตอรี่ ความหนาแน่นของพลังงาน และประสิทธิภาพการใช้พลังงานลดลงอย่างมาก
1. ตรวจจับระดับของปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมโดยการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของคูลอมบ์: กลไกการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมช่วยลดประสิทธิภาพของคูลอมบ์ของแบตเตอรี่ ดังนั้นจึงเป็นวิธีที่เป็นไปได้ในการตรวจสอบระดับของปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมโดยการวัดประสิทธิภาพของคูลอมบ์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอย่างแม่นยำ โลหะลิเธียมที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างฟิล์ม SEI ซึ่งลดประสิทธิภาพของคูลอมบ์ ควรสังเกตว่าการลดประสิทธิภาพของคูลอมบ์ไม่ได้เกิดจากปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น การร่วงหล่นของวัสดุแอกทีฟของอิเล็กโทรด การก่อตัวของฟิล์ม SEI และการอุดตันของไมโครสปอร์บนพื้นผิวอิเล็กโทรดจะเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่และทำให้สูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ปรากฏการณ์เหล่านี้จะลดประสิทธิภาพของคูลอมบ์
2. พลังงานกระตุ้นที่เห็นได้ชัดของปฏิกิริยาข้างเคียงจากการสะสมลิเธียมได้มาจากการวิเคราะห์เส้นโค้ง Arrhenius: กราฟ Arrhenius สามารถหาได้จากกราฟการลดทอนความจุที่อุณหภูมิต่างๆ โดยการทดสอบรอบการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่อุณหภูมิต่างๆ (ดูภาพด้านล่าง) เมื่ออุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมจะไม่เกิดขึ้น การละลายของวัสดุที่ใช้งานในเชิงบวกและการก่อตัวของฟิล์ม SEI บนพื้นผิวของอิเล็กโทรดบวกและลบจะเร่งความเร็วตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และอัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ด้วย เร่ง; เมื่ออุณหภูมิต่ำ ปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมจะปรากฏขึ้นบนเวที ซึ่งจะเปลี่ยนกลไกการเสื่อมสภาพอย่างกะทันหัน เนื่องจากปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมจะรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิลดลง อัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่จะเร่งขึ้นตามอุณหภูมิที่ลดลง โดยสรุปเส้นโค้ง Arrhenius ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นรูปตัววีดังแสดงในรูปที่ 4 และความชันของมันคือค่าลบ (- EA) ของพลังงานกระตุ้นที่ปรากฏในช่วงอายุมากขึ้น ปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมมีพลังงานกระตุ้นที่เห็นได้ชัดเป็นลบ
3. วิเคราะห์ปฏิกิริยาวิวัฒนาการลิเธียมโดยกราฟแรงดันไฟฟ้า
3.1 วิเคราะห์ปฏิกิริยาการตกตะกอนของลิเธียมโดยใช้แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าของเส้นโค้งการปลดปล่อย: หากปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมเกิดขึ้นระหว่างการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับปฏิกิริยาการละลายลิเธียมจะปรากฏขึ้นบนเส้นโค้งการปลดปล่อยที่ตามมา ด้วยการเพิ่มขึ้นของการละลายลิเธียมระหว่างการคายประจุ แพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าจะยาวขึ้น
3.2 วิเคราะห์ปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมโดยใช้กราฟความต่างศักย์ไฟฟ้า (DQ / DU) หรือกราฟความต่างศักย์ไฟฟ้า (DU / DQ): กราฟทั้ง DQ / Du หรือ Du / DQ สามารถใช้ประมาณปริมาณลิเธียมที่ละลายระหว่าง การปลดปล่อยและเส้นโค้ง Du / DQ นั้นไวกว่า
3.3 วิเคราะห์ปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมโดยใช้เส้นโค้งกระแสไฟหลังจากคลายตัว: ในระหว่างการชาร์จ การไล่ระดับความเข้มข้นของลิเธียมไอออนจะเกิดขึ้นในวัสดุอิเล็กโทรดลบและ/หรืออิเล็กโทรไลต์ หากกระแสไฟถูกตัดหลังจากการชาร์จ การกระจายความเข้มข้นของลิเธียมไอออนในวัสดุอิเล็กโทรดลบและ/หรืออิเล็กโทรไลต์จะเข้าสู่สมดุลใหม่ และสามารถสังเกตเส้นโค้งของกระแสแรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตามเวลาได้ในกระบวนการนี้ ข้อมูลที่ได้จากเส้นโค้งนี้สามารถใช้ในการวิเคราะห์ปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียม
บันทึก: (1) หากมีที่ราบแรงดันไฟฟ้าในกราฟการคายประจุหรือการเปลี่ยนแปลงของเส้นโค้งกระแสแรงดันในระหว่างการผ่อนคลายมีลักษณะที่สอดคล้องกัน แสดงว่าปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียมเกิดขึ้นระหว่างการชาร์จ อย่างไรก็ตาม ถ้าไม่มีปรากฏการณ์ข้างต้น ไม่ได้หมายความว่าไม่มีปฏิกิริยาข้างเคียงของการสะสมลิเธียม อาจเป็นเพราะกระบวนการผ่อนคลายถูกยับยั้งที่อุณหภูมิต่ำและไม่สามารถสังเกตลักษณะการแปรผันของเส้นโค้งกระแสแรงดันไฟฟ้า หรือความเร็วของโลหะลิเธียมที่ฝังอยู่ในขั้วลบที่อุณหภูมิสูงเร็วเกินไปที่จะสังเกตแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับการละลายของลิเธียม ปฏิกิริยา.
(2) วิธีทางเคมีไฟฟ้าสามารถวัดผลลัพธ์โดยเฉลี่ยในพื้นที่ขนาดใหญ่เท่านั้น และไม่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับโลหะลิเธียมในขั้วลบ
บทสรุป:
เพื่อให้แน่ใจว่าแอปพลิเคชันของคุณทำงานได้อย่างราบรื่น
เคยเกิน วิศวกรวิจัยและพัฒนาทำงานทั้งกลางวันและกลางคืนเพื่อวิจัยและพัฒนาการออกแบบที่ทันสมัย
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต ด้วยพารามิเตอร์การชาร์จและการคายประจุที่สมบูรณ์แบบ ดังนั้น เลือก EverExceed เป็นแบรนด์ของคุณเพื่อความน่าเชื่อถืออย่างสมบูรณ์