በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ገበያው ሞቃት ደረጃ ተጽዕኖ ፣ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች, የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ዋና ዋና ክፍሎች እንደ አንዱ, በከፍተኛ ደረጃ አጽንዖት ተሰጥቶታል. ሰዎች ረጅም ዕድሜ፣ ከፍተኛ ኃይል፣ ጥሩ የደህንነት ሊቲየም-አዮን ባትሪ ለማዳበር ቆርጠዋል። ከነሱ መካከል, የ attenuationሊቲየም-አዮን ባትሪአቅም ለሁሉም ሰው ትኩረት የሚስብ ነው ፣ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የመቀነሱ ምክንያቶች ወይም ዘዴው ሙሉ ግንዛቤ ብቻ ነው ፣ ችግሩን ለመፍታት ትክክለኛውን መድሃኒት ማዘዝ እንዲችል ፣ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች አቅም ለምን መመናመን?
የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች አቅም መበላሸት ምክንያቶች
1.Positive electrode ቁሳዊ
LiCoO2 በብዛት ጥቅም ላይ ከሚውሉት የካቶድ ቁሶች አንዱ ነው (3C ምድብ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና የኃይል ባትሪዎች በመሠረቱ ተርናሪ እና ሊቲየም ብረት ፎስፌት ይይዛሉ)። የዑደቶች ቁጥር እየጨመረ በሄደ መጠን ንቁ የሊቲየም ions መጥፋት ለአቅም መበስበስ የበለጠ አስተዋጽኦ ያደርጋል. ከ 200 ዑደቶች በኋላ, LiCoO2 የደረጃ ሽግግር አላደረገም, ነገር ግን የላሜራ መዋቅር ለውጥ, በ Li+ de-embedding ላይ ችግሮች አስከትሏል.
LiFePO4 ጥሩ መዋቅራዊ መረጋጋት አለው፣ ነገር ግን በአኖድ ውስጥ ያለው Fe3+ ይሟሟል እና በግራፋይት አኖድ ላይ ወደ ፌ ብረት ይቀንሳል፣ በዚህም ምክንያት የአኖድ ፖላራይዜሽን ይጨምራል። በአጠቃላይ የ Fe3+ መሟሟት የሚከለከለው በ LiFePO4 ቅንጣቶች ሽፋን ወይም በኤሌክትሮላይት ምርጫ ነው።
NCM ternary ቁሶች ① የሽግግር ብረት ionዎች በሽግግር ብረት ኦክሳይድ ካቶድ ቁሳቁስ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ለመሟሟት ቀላል ናቸው, ስለዚህም በኤሌክትሮላይት ውስጥ ይለቀቃሉ ወይም በአሉታዊ ጎኑ ላይ የአቅም ማነስን ያስከትላል; ② የቮልቴጅ ከ 4.4V vs Li +/Li ከፍ ባለበት ጊዜ የሶርቴሪ ቁሳቁስ መዋቅራዊ ለውጥ ወደ አቅም ማሽቆልቆል; ③ ሊ-ኒ የተቀላቀሉ ረድፎች፣ ይህም ወደ Li+ ቻናሎች መዘጋት።
በ LiMnO4 ላይ የተመሰረተ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የአቅም ማሽቆልቆል ዋና መንስኤዎች 1. የማይቀለበስ ደረጃ ወይም መዋቅራዊ ለውጦች ናቸው, ለምሳሌ እንደ ጃን-ቴለር መበላሸት; እና 2. በኤሌክትሮላይት ውስጥ ኤምኤን መሟሟት (በኤሌክትሮላይት ውስጥ የኤችኤፍኤፍ መኖር) ፣ ተመጣጣኝ ያልሆነ ምላሽ ወይም በአኖድ ላይ መቀነስ።
2.Negative electrode ቁሶች
በግራፋይት አኖድ በኩል ያለው የሊቲየም ዝናብ ማመንጨት (የሊቲየም ክፍል “ሙት ሊቲየም” ይሆናል ወይም ሊቲየም ዴንራይትስ ያመነጫል)፣ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን፣ የሊቲየም ion ስርጭት በቀላሉ ይቀንሳል፣ እና የሊቲየም ዝናብም እንዲሁ የመከሰት እድሉ ከፍተኛ ነው። የ N/P ጥምርታ በጣም ዝቅተኛ ሲሆን።
በአኖድ ጎን ላይ ያለው የ SEI ፊልም ተደጋጋሚ ጥፋት እና እድገት ወደ ሊቲየም መሟጠጥ እና የፖላራይዜሽን መጨመር ያስከትላል።
በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ አኖድ ውስጥ የሊቲየም መክተት/ዲ-ሊቲየም የማስወገድ ተደጋጋሚ ሂደት በቀላሉ ወደ የድምጽ መስፋፋት እና የሲሊኮን ቅንጣቶች መሰንጠቅን ያስከትላል። ስለዚህ, ለሲሊኮን አኖድ, በተለይም የድምጽ መስፋፋትን የሚገታበትን መንገድ መፈለግ በጣም አስፈላጊ ነው.
3.ኤሌክትሮላይት
በኤሌክትሮላይት ውስጥ የአቅም ማሽቆልቆል አስተዋጽኦ የሚያደርጉ ምክንያቶችሊቲየም-አዮን ባትሪዎችያካትታሉ:
1. የፈሳሾች እና ኤሌክትሮላይቶች መበስበስ (ከባድ ውድቀት ወይም እንደ ጋዝ ምርት ያሉ የደህንነት ችግሮች) ፣ ለኦርጋኒክ መሟሟት ፣ የኦክሳይድ አቅም ከ 5V vs Li +/Li ወይም የመቀነስ አቅም ከ 0.8V ያነሰ ነው (የተለያዩ ኤሌክትሮላይቶች የመበስበስ ቮልቴጅ የተለየ), በቀላሉ ለመበስበስ. ለኤሌክትሮላይት (ለምሳሌ LiPF6) በደካማ መረጋጋት ምክንያት በከፍተኛ ሙቀት (ከ 55 ℃ በላይ) መበስበስ ቀላል ነው።
2. የዑደቶች ቁጥር እየጨመረ በሄደ ቁጥር በኤሌክትሮላይት እና በአዎንታዊ እና በአሉታዊ ኤሌክትሮዶች መካከል ያለው ምላሽ እየጨመረ ይሄዳል, ይህም የጅምላ ማስተላለፊያ አቅም እንዲዳከም ያደርገዋል.
4.ዲያፍራም
ዲያፍራም ኤሌክትሮኖችን በመዝጋት የ ions ስርጭትን ሊያሟላ ይችላል. ይሁን እንጂ የዲያፍራም ቀዳዳዎቹ በኤሌክትሮላይት መበስበስ ምርቶች ሲታገዱ ወይም ዲያፍራም በከፍተኛ ሙቀት ሲቀንስ ወይም ዲያፍራም ሲያረጅ የ Li+ን የማጓጓዝ ችሎታ ይቀንሳል. በተጨማሪም ዲያፍራም የሚወጋው የሊቲየም ዴንራይትስ መፈጠር ወደ ውስጣዊ አጭር ዑደት የሚያመራው ዋናው ምክንያት ነው.
5. ፈሳሽ መሰብሰብ
በአሰባሳቢው ምክንያት የአቅም ማጣት መንስኤ በአጠቃላይ ሰብሳቢው ዝገት ነው. መዳብ እንደ አሉታዊ ሰብሳቢው ጥቅም ላይ የሚውለው በከፍተኛ አቅም ላይ ኦክሳይድ ለማድረግ ቀላል ስለሆነ፣ አሉሚኒየም ደግሞ እንደ አወንታዊ ሰብሳቢው ጥቅም ላይ የሚውለው በዝቅተኛ አቅም ላይ ሊቲየም-አልሙኒየም ቅይጥ እንዲፈጠር ቀላል ስለሆነ ነው። በዝቅተኛ የቮልቴጅ (ከ 1.5 ቪ ዝቅተኛ እና ከዚያ በታች ፣ ከመጠን በላይ መፍሰስ) ፣ መዳብ በኤሌክትሮላይት ውስጥ ወደ Cu2+ ኦክሳይድ ይለውጣል እና በአሉታዊው ኤሌክትሮድ ወለል ላይ ይከማቻል ፣ ይህም የሊቲየምን መክተት ይከላከላል ፣ ይህም የአቅም መበላሸት ያስከትላል። እና በአዎንታዊ ጎኑ, የባትሪየአሉሚኒየም ሰብሳቢውን ጉድጓዶች ያስከትላል, ይህም ወደ ውስጣዊ ተቃውሞ መጨመር እና የአቅም መበላሸትን ያመጣል.
6. የመሙያ እና የመልቀቂያ ምክንያቶች
ከመጠን በላይ የመሙላት እና የመልቀቂያ ማባዣዎች የሊቲየም-አዮን ባትሪዎችን የአቅም ማሽቆልቆል ወደ የተፋጠነ ሁኔታ ያመራል። የመሙያ / የመልቀቂያ ብዜት መጨመር ማለት የባትሪው የፖላራይዜሽን እክል በዚህ መሰረት ይጨምራል, ይህም ወደ አቅም መቀነስ ያመጣል. በተጨማሪም በከፍተኛ የማባዛት ፍጥነት በመሙላት እና በማፍሰስ የሚፈጠረው ስርጭት የፈጠረው ጭንቀት የካቶድ አክቲቭ ንጥረ ነገር መጥፋት እና የባትሪውን እርጅና ማፋጠን ያስከትላል።
ባትሪዎች ከመጠን በላይ በሚሞሉበት እና በሚሞሉበት ጊዜ አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ለሊቲየም ዝናብ የተጋለጠ ነው ፣ ፖዘቲቭ ኤሌክትሮድ ከመጠን በላይ የሊቲየም ማስወገጃ ዘዴ ይወድቃል ፣ እና የኤሌክትሮላይት ኦክሳይድ መበስበስ (የምርቶች እና የጋዝ ምርት መከሰት) የተፋጠነ ነው። ባትሪው ከመጠን በላይ በሚለቀቅበት ጊዜ የመዳብ ፎይል የመሟሟት ዝንባሌ (ሊቲየም ዲ-ኢምቤዲንግ) ወይም የመዳብ ዴንራይትስን በቀጥታ ማመንጨት ይጀምራል፣ ይህም ወደ አቅም ማሽቆልቆል ወይም የባትሪ ውድቀት ያስከትላል።
የኃይል መሙያ ስትራቴጂ ጥናቶች እንደሚያሳዩት የኃይል መሙያ ተቆርጦ ቮልቴጅ 4V በሚሆንበት ጊዜ የኃይል መሙያ መቁረጫ ቮልቴጅን (ለምሳሌ 3.95V) በትክክል ዝቅ ማድረግ የባትሪውን ዑደት ህይወት ያሻሽላል። ባትሪውን ወደ 100% ኤስኦሲ በፍጥነት መሙላት ከፈጣን ቻርጅ ወደ 80% SOC በፍጥነት እንደሚበሰብስም ታይቷል። በተጨማሪም Li et al. ምንም እንኳን ድብደባ የኃይል መሙላትን ውጤታማነት ሊያሻሽል ቢችልም, የባትሪው ውስጣዊ ተቃውሞ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል, እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ንቁ ንጥረ ነገሮችን ማጣት ከባድ ነው.
7. ሙቀት
የሙቀት መጠን በአቅም ላይ ያለው ተጽእኖሊቲየም-አዮን ባትሪዎችበተጨማሪም በጣም አስፈላጊ ነው. ረዘም ላለ ጊዜ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በሚሰሩበት ጊዜ, በባትሪው ውስጥ የጎንዮሽ ምላሾች ይጨምራሉ (ለምሳሌ, የኤሌክትሮላይት መበስበስ), ወደማይቀለበስ የአቅም ማጣት. በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ረዘም ላለ ጊዜ በሚሠራበት ጊዜ የባትሪው አጠቃላይ መጨናነቅ ይጨምራል (የኤሌክትሮላይት conductivity ይቀንሳል, SEI impedance ይጨምራል, እና የኤሌክትሮኬሚካላዊ ምላሽ መጠን ይቀንሳል), እና ከባትሪው የሊቲየም ዝናብ ሊከሰት ይችላል.
ከላይ ያለው የሊቲየም-አዮን የባትሪ አቅም መበላሸት ዋና ምክንያት ነው፣ ከላይ ባለው መግቢያ በኩል የሊቲየም-አዮን የባትሪ አቅም መበላሸት መንስኤዎች ግንዛቤ እንዳለዎት አምናለሁ።
የልጥፍ ሰዓት፡- ጁላይ-24-2023