Ietekmē elektrisko transportlīdzekļu tirgus karstā pakāpe,litija jonu akumulatori, kā viena no elektrisko transportlīdzekļu galvenajām sastāvdaļām, ir lielā mērā uzsvērta.Cilvēki ir apņēmušies izstrādāt ilgu kalpošanas laiku, lielu jaudu un labu drošību litija jonu akumulatoru.Starp tiem, vājināšanāslitija jonu akumulatorsietilpība ir ļoti ikviena uzmanības vērta, tikai pilnīga izpratne par litija jonu akumulatoru vājināšanās cēloņiem vai mehānismu, lai varētu izrakstīt pareizos medikamentus problēmas risināšanai, ka litija jonu akumulatoru kapacitāte, kāpēc vājināšanās?
Litija jonu akumulatoru kapacitātes samazināšanās iemesli
1.Pozitīvs elektrodu materiāls
LiCoO2 ir viens no visbiežāk izmantotajiem katoda materiāliem (3C kategorija tiek plaši izmantota, un barošanas akumulatori pamatā satur trīskāršo un litija dzelzs fosfātu).Palielinoties ciklu skaitam, aktīvo litija jonu zudums vairāk veicina jaudas samazināšanos.Pēc 200 cikliem LiCoO2 netika veikta fāzes pāreja, bet gan izmaiņas slāņa struktūrā, izraisot grūtības Li + atdalīšanai.
LiFePO4 ir laba strukturālā stabilitāte, bet Fe3+ anodā izšķīst un pārvēršas par Fe metālu uz grafīta anoda, kā rezultātā palielinās anoda polarizācija.Parasti Fe3+ izšķīšanu novērš LiFePO4 daļiņu pārklājums vai elektrolīta izvēle.
NCM trīskārši materiāli ① Pārejas metālu joni pārejas metāla oksīda katoda materiālā ir viegli izšķīst augstā temperatūrā, tādējādi atbrīvojoties elektrolītā vai nogulsnējot negatīvajā pusē, izraisot jaudas pavājināšanos;② Ja spriegums ir lielāks par 4,4 V pret Li+/Li, trīskāršā materiāla strukturālās izmaiņas noved pie jaudas samazināšanās;③ Li-Ni jauktas rindas, kas noved pie Li+ kanālu bloķēšanas.
Galvenie LiMnO4 bāzes litija jonu akumulatoru kapacitātes samazināšanās cēloņi ir 1. neatgriezeniskas fāzes vai struktūras izmaiņas, piemēram, Jahna-Tellera aberācija;un 2. Mn izšķīšana elektrolītā (HF klātbūtne elektrolītā), disproporcijas reakcijas vai reducēšana pie anoda.
2.Negatīvo elektrodu materiāli
Litija nokrišņu veidošanās grafīta anoda pusē (daļa litija kļūst par "mirušu litiju" vai ģenerē litija dendrītus), zemā temperatūrā litija jonu difūzija viegli palēninās, izraisot litija nogulsnēšanos, un ir tendence arī litija nokrišņiem. kad N/P attiecība ir pārāk zema.
Atkārtota SEI plēves iznīcināšana un augšana anoda pusē izraisa litija samazināšanos un palielinātu polarizāciju.
Atkārtots litija iegulšanas/litija noņemšanas process silīcija bāzes anodā var viegli izraisīt tilpuma palielināšanos un silīcija daļiņu plaisu bojājumus.Tāpēc silīcija anodam ir īpaši svarīgi atrast veidu, kā kavēt tā tilpuma palielināšanos.
3.Elektrolīts
Elektrolīta faktori, kas veicina kapacitātes samazināšanoslitija jonu akumulatoriiekļaut:
1. Šķīdinātāju un elektrolītu sadalīšanās (nopietna kļūme vai drošības problēmas, piemēram, gāzes ražošana) organiskajiem šķīdinātājiem, ja oksidācijas potenciāls ir lielāks par 5 V pret Li+/Li vai reducēšanas potenciāls ir mazāks par 0,8 V (ir atšķirīgs elektrolīta sadalīšanās spriegums dažādi), viegli sadalās.Elektrolītam (piemēram, LiPF6) tas viegli sadalās augstākā temperatūrā (virs 55℃), jo ir slikta stabilitāte;.
2. Palielinoties ciklu skaitam, pastiprinās reakcija starp elektrolītu un pozitīvo un negatīvo elektrodu, tādējādi vājinot masas pārneses spēju.
4.Diafragma
Diafragma var bloķēt elektronus un nodrošināt jonu pārraidi.Taču diafragmas spēja transportēt Li+ samazinās, ja diafragmas caurumus aizsprosto elektrolīta sadalīšanās produkti utt., diafragma saraujas augstā temperatūrā vai diafragma noveco.Turklāt litija dendrītu veidošanās, kas caurdur diafragmu, kas izraisa iekšēju īssavienojumu, ir galvenais tās atteices iemesls.
5. Šķidruma savākšana
Jaudas zuduma cēlonis kolektora dēļ parasti ir kolektora korozija.Varš tiek izmantots kā negatīvais kolektors, jo tas ir viegli oksidējams pie augsta potenciāla, savukārt alumīnijs tiek izmantots kā pozitīvais kolektors, jo no tā ir viegli veidot litija-alumīnija sakausējumu ar litiju ar zemu potenciālu.Zema sprieguma apstākļos (līdz 1,5 V un zemāka, pārmērīga izlāde) varš oksidējas līdz Cu2+ elektrolītā un nogulsnējas uz negatīvā elektroda virsmas, kavējot litija atdalīšanu, kā rezultātā pasliktinās jauda.Un pozitīvā puse ir pārmaksa parakumulatorsizraisa alumīnija kolektora bedrīšu veidošanos, kas izraisa iekšējās pretestības palielināšanos un jaudas samazināšanos.
6. Uzlādes un izlādes faktori
Pārmērīga uzlādes un izlādes pavairotāji var izraisīt paātrinātu litija jonu akumulatoru jaudas samazināšanos.Uzlādes/izlādes reizinātāja palielināšanās nozīmē, ka attiecīgi palielinās akumulatora polarizācijas pretestība, kas noved pie jaudas samazināšanās.Turklāt difūzijas izraisītais spriegums, ko rada uzlāde un izlāde ar lielu pavairošanas ātrumu, izraisa katoda aktīvā materiāla zudumu un paātrinātu akumulatora novecošanos.
Akumulatoru pārlādēšanas un pārmērīgas izlādes gadījumā negatīvais elektrods ir pakļauts litija nokrišņiem, pozitīvā elektroda pārmērīgā litija noņemšanas mehānisms sabrūk, un tiek paātrināta elektrolīta oksidatīvā sadalīšanās (blakusproduktu rašanās un gāzes veidošanās).Ja akumulators ir pārāk izlādējies, vara folija mēdz izšķīst (kavē litija atdalīšanu vai tieši veido vara dendrītus), izraisot jaudas pasliktināšanos vai akumulatora atteici.
Uzlādes stratēģijas pētījumi ir parādījuši, ka, ja uzlādes atslēgšanas spriegums ir 4 V, atbilstoša uzlādes atslēgšanas sprieguma pazemināšana (piemēram, 3,95 V) var uzlabot akumulatora darbības laiku.Ir arī pierādīts, ka ātra akumulatora uzlāde līdz 100% SOC samazinās ātrāk nekā ātra uzlāde līdz 80% SOC.Turklāt Li et al.konstatēja, ka, lai gan pulsēšana var uzlabot uzlādes efektivitāti, akumulatora iekšējā pretestība ievērojami palielināsies, un negatīvā elektroda aktīvā materiāla zudums ir nopietns.
7.Temperatūra
Temperatūras ietekme uz jaudulitija jonu akumulatoriir arī ļoti svarīgi.Ilgstoši darbojoties augstākā temperatūrā, akumulatorā palielinās blakusreakcijas (piemēram, elektrolīta sadalīšanās), kas izraisa neatgriezenisku jaudas zudumu.Ilgstoši darbojoties zemākā temperatūrā, palielinās akumulatora kopējā pretestība (samazinās elektrolītu vadītspēja, palielinās SEI pretestība un samazinās elektroķīmisko reakciju ātrums), un no akumulatora var rasties litija nogulsnes.
Iepriekš minētais ir galvenais litija jonu akumulatora jaudas samazināšanās iemesls, un, izmantojot iepriekš minēto ievadu, es uzskatu, ka jums ir izpratne par litija jonu akumulatora jaudas samazināšanās cēloņiem.
Izlikšanas laiks: 24. jūlijs 2023