Sebab-sebab Evolusi Lithium Bateri Lithium-ion Merupakan Fenomena Abnormal yang Sangat Biasa Dalam Industri Bateri Lithium.

Keadaan evolusi litium yang berbeza selalunya sesuai dengan sebab yang berbeza. Menganalisis sebab mengikut keadaan evolusi litium dapat meningkatkan hasil produk.

Dari perspektif umum, alasan evolusi litium dalam bateri lithium-ion dibahagikan kepada lima kategori: evolusi litium disebabkan oleh margin elektrod negatif yang tidak mencukupi; evolusi litium yang disebabkan oleh mekanisme pengecasan; evolusi litium yang disebabkan oleh laluan penyisipan litium yang tidak normal; evolusi litium disebabkan oleh bahan utama yang tidak normal; Pemendapan litium di lokasi yang tetap disebabkan oleh sebab-sebab khas. Berikut adalah penjelasan mengenai sebab-sebab khusus untuk evolusi litium untuk lima kategori sebab di atas.

1. Evolusi litium bateri ion litium disebabkan oleh margin elektrod negatif yang tidak mencukupi

Setelah ion litium dibebaskan dari elektrod positif semasa pengecasan, mereka mesti mempunyai tujuan. Secara amnya, takdir akan tertanam dalam elektrod negatif, tetapi apabila elektrod negatif tidak mencukupi dan elektrod negatif dapat memasukkan ion litium lebih sedikit daripada ion litium yang tidak berpasangan dengan elektrod positif, ion litium hanya dapat dipendakan di permukaan negatif elektrod. Elektrod negatif berlebihan yang tidak mencukupi boleh dianggap sebagai penyebab pemendakan litium yang paling biasa.

Menurut kedudukan kelebihan elektrod negatif yang tidak mencukupi, ia dapat dibahagikan kepada tiga kumpulan keadaan analisis litium berikut:

(1) Evolusi litium dengan kelebihan anod konvensional yang tidak mencukupi

Apabila elektrod negatif tidak mencukupi, tidak ada ruang yang mencukupi untuk ion litium yang dimasukkan dari elektrod positif ke elektrod negatif. Oleh itu, hanya logam litium yang dapat dibentuk dan didakan di permukaan elektrod negatif. Kerana tahap kelebihan elektrod negatif yang tidak mencukupi umumnya seragam, dan ion litium yang diekstraksi dari elektrod positif juga secara seragam datang ke elektrod negatif, evolusi litium yang disebabkan oleh elektrod negatif yang tidak mencukupi juga merupakan lapisan seragam. Keterukan evolusi litium berkaitan dengan kelebihan elektrod negatif yang tidak mencukupi. Darjatnya berkait rapat, semakin tinggi tahap kelebihan dan kekurangan, semakin serius hujan litium.

(2) Analisis Lithium pada yin dan yang

Apabila sel bateri dilapisi dengan lapisan berat di satu sisi elektrod positif atau dilapisi ringan pada satu sisi elektrod negatif, ia akan menyebabkan litium pada kedua sisi elektrod negatif sel bateri menyimpan litium di sisi lain , yang biasanya dikenali sebagai sisi Yin dan Yang. Antara muka sel anod dan katod pada sisi berkembang litium sama dengan elektrod negatif dengan litium yang berlebihan atau tidak mencukupi, sementara sisi lain berwarna kuning keemasan (untuk anod grafit).

(3) Kepala elektrod positif dilapisi tanpa menipiskan litium

Sekiranya kepala elektrod positif tidak ditipis semasa pelapisan, pembalut pada kedudukan kepala elektrod positif mungkin lebih tebal, sehingga terdapat kelebihan dan tidak mencukupi sesuai dengan kepala elektrod negatif, sehingga menghasilkan jalur kepala negatif. Menganalisis litium.

2. Pengecasan litium bateri lithium-ion tidak dikeluarkan dengan betul oleh pengecas

Oleh kerana evolusi litium berlaku semasa peringkat pengisian, perubahan dalam mekanisme pengisian juga mesti menjadi salah satu sebab evolusi litium. Berikut adalah senarai beberapa kes evolusi litium kerana mekanisme pengecasan:

(1) Kerpasan litium dengan pengisian suhu rendah

Sebab pemendakan litium semasa pengecasan suhu rendah adalah kerana rintangan penyisipan litium elektrod negatif pada suhu rendah jauh lebih besar daripada elektrod positif. Walaupun ion litium dapat dikeluarkan dari elektrod positif dengan cepat pada suhu rendah, ion litium tidak dapat dimasukkan ke elektrod negatif pada waktunya, sehingga menyebabkan pemendakan. litium.

(2) Analisis litium dengan pengisian kadar tinggi

Sekiranya pengisian pada suhu bilik meningkatkan kadar pengecasan secara membuta tuli, elektrod negatif juga akan menyebabkan pemendakan litium kerana ketidakupayaan untuk menyelesaikan penyisipan litium dengan cepat. Di bawah reka bentuk jenis kapasiti konvensional, kadar cas maksimum yang dapat ditahan oleh sel bateri adalah sekitar 1C ~ 1.5C. Sekiranya produk perlu meningkatkan arus pengisian semasa penggunaan, maka reka bentuk khas tiang tiang dan elektrolit diperlukan. Jika tidak, semakin besar kadar caj, semakin serius evolusi litium.

(3) Lebihan litium

Apabila voltan pengisian atau kapasiti pengecasan bateri melebihi nilai reka bentuk, lebih banyak ion litium akan dikeluarkan dari elektrod positif. Oleh kerana elektrod negatif dirancang, tidak ada ruang untuk ion litium berlebihan ini. Lithium tidak dapat dielakkan. Semasa pengecasan berlebihan, penghilangan ion ion litium dari elektrod positif adalah seragam dan tidak berbeza dengan kedudukan bahagian tiang, sehingga evolusi litium yang disebabkan oleh pengecasan berlebihan juga merupakan lapisan seragam.

3. Evolusi litium bateri lithium-ion yang disebabkan oleh laluan penyisipan litium yang tidak normal

Semasa mengecas bateri ion litium, ion litium diekstrak dari elektrod positif dan kemudian dimasukkan ke elektrod negatif melalui elektrolit. Walau bagaimanapun, jika antara muka elektrod positif dan negatif tidak bersentuhan dengan baik, ia akan menyebabkan ion litium mendakan di permukaan elektrod negatif. Perinciannya adalah seperti berikut:

(1) Kerut diafragma untuk menganalisis litium

Apabila pemisah berkerut kerana kualitinya sendiri, setelah ion litium pada posisi yang sesuai dihilangkan dari elektrod positif, mereka tidak dapat dimasukkan secara seragam ke elektrod negatif. Akibatnya, elektrod negatif pada kedudukan yang sesuai akan menjadi coklat dengan interkalasi litium yang tidak mencukupi, atau akan menjadi litium seperti Jalur dengan arah kelim yang sama.

(2) Deformasi sel bateri untuk menganalisis litium

Apabila ketebalan sel bateri besar, mudah berubah bentuk. Apabila ubah bentuknya serius, bahagian tiang yang sesuai dengan kedudukan sel bateri yang cacat mungkin bersentuhan buruk, mengakibatkan kawasan miskin penyisipan litium berbentuk jalur pada gambar di atas, yang kadang-kadang disertai dengan analisis. litium.

(3) Pembentukan konvensional dan tidak ada tekanan lithium yang panas dan sejuk sebelum pembentukan

Sekiranya ketebalan selnya agak besar, walaupun pembentukan konvensional dilakukan tanpa menekan panas dan sejuk selepas suntikan cecair, antara muka tidak akan terlalu bermasalah. Walau bagaimanapun, untuk beberapa sel nipis dengan ketebalan kurang dari 3mm, jika tidak ada penjepitan semasa pembentukan, dan penekanan panas atau sejuk dilekatkan sebelum dibentuk, antara muka akan menjadi lebih sengsara.

Oleh kerana hubungan antara bateri nipis sukar ditutup di antara muka, jika tidak ada tekanan yang dikenakan ke permukaan sebelum dan selama pembentukan, gas pembentukan tidak dapat dikeluarkan sepenuhnya dan hubungan antara muka akan terjejas, sehingga litium seperti titik tidak mencukupi penyisipan dan pemendakan litium seperti titik.

4) Lekapan dibentuk menjadi litium tanpa tekanan

Oleh kerana pembentukan lekapan sering disertai dengan SOC arus tinggi dan cas tinggi, kadar pengeluaran gas semasa pembentukan lebih cepat, dan antara muka bateri selepas pembentukan akan mempunyai warna kuning keemasan yang jelas, dan kedudukan yang sesuai dengan penyisipan litium yang tidak mencukupi akan kelihatan lebih jelas. Sama ada sel nipis yang tidak ditekan panas atau sejuk sebelum pembentukan, atau sel yang seharusnya dibentuk oleh lekapan tetapi tidak bertekanan, selagi masalah itu dijumpai sebelum pembuangan, maka pembuangan arus kecil dengan lekapan dan pembentukan dapat dilakukan lagi. Antaramuka telah diperbaiki dengan ketara.

(5) Ringkasan analisis Lithium:

Apabila jalur penyisipan litium tidak normal, kelainan antara muka bateri yang paling jelas adalah kawasan penyisipan litium coklat yang tidak mencukupi, diikuti oleh sedikit evolusi litium pada kedudukan yang sepadan. Oleh kerana proses dan bahan pembentukan yang berbeza, fenomena pemendakan litium yang disebabkan oleh hubungan antara muka yang lemah semasa pembentukan mungkin berbeza dengan gambaran di atas.

4. Evolusi litium bateri ion litium disebabkan oleh bahan utama yang tidak normal

Semasa proses pengisian, tujuan ion litium adalah menembusi filem SEI dan akhirnya tertanam di elektrod negatif. Sekiranya terdapat masalah dengan filem SEI atau elektrod negatif, menyebabkan ion litium tidak dapat dimasukkan secara normal, maka hasilnya hanyalah evolusi litium.

(1) Lithium dihancurkan oleh elektrod negatif

Apabila pemadatan lembaran elektrod negatif melebihi hadnya, ion litium akan disimpan di permukaan elektrod negatif apabila struktur elektrod negatif dihancurkan atau tidak ada ruang yang cukup untuk dimasukkan. Evolusi litium yang disebabkan oleh penghancuran elektrod negatif tidak dapat diperbaiki seperti sentuhan kimia yang lemah, dan ia memberi kesan yang fatal pada kapasiti dan kitaran bateri.

(2) Evolusi Lithium disebabkan oleh elektrolit yang kurang

Apabila bateri disuntik dengan sejumlah kecil cecair atau masa penuaan setelah suntikan pendek, elektrolit tidak akan dapat sepenuhnya menyusut elektrod negatif, dan kedudukan di mana penyusupan tidak sepenuhnya menyusup akan membentuk bintik hitam kecil dengan tiada litium tertanam seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas. Mungkin terdapat sedikit evolusi litium di sekitar titik hitam.

(3) Evolusi Lithium dengan elektrolit yang tidak sepadan

Prinsip evolusi litium yang disebabkan oleh sebab ini tidak difahami sepenuhnya oleh Wenwu. Diduga bahawa elektrolit dan elektrod negatif tidak sepadan, yang menyebabkan filem SEI terlalu tebal atau tidak rata, dan kemudian menghalang kemasukan ion litium; atau elektrolit tidak dapat masuk sepenuhnya ke elektrod negatif, menyebabkan kesukaran memasukkan ion litium.

(4) Evolusi Lithium disebabkan oleh pemisahan langsung tanpa terbentuk

Sekiranya sel bateri diisi secara langsung dengan isipadu yang terpisah tanpa membentuk arus kecil, filem SEI tidak dapat dibentuk dengan berkesan, yang akan mempengaruhi kemasukan ion litium ke dalam elektrod negatif dan menyebabkan evolusi litium semasa proses pengisian. Gambar analisis litium yang sesuai adalah seperti tempat seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas.

(5) Kandungan air melebihi standard untuk menganalisis litium

Sebilangan kecil air menyumbang kepada pembentukan filem SEI, tetapi apabila kandungan air melebihi standard, ia akan bertindak balas dengan garam litium dalam elektrolit dan memusnahkan komposisi filem SEI, sehingga mempengaruhi kemasukan ion litium ke negatif elektrod dan membentuk penyelewengan pada gambar di atas Kawasan coklat, kadang-kadang kawasan coklat juga akan berlaku evolusi litium.