Influwenza tal-kontenut ta 'umdità fuq il-prestazzjoni tal-batterija

Hemm ħafna fatturi li jaffettwaw il-prestazzjoni tal-batteriji tal-litju, bħat-tip ta 'materjal, id-densità tal-kompattazzjoni tal-elettrodi pożittivi u negattivi, umdità, densità tal-wiċċ tal-kisi, u l-ammont ta' elettrolit. Fost dawn, l-umdità għandha influwenza vitali fuq il-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju. L-umdità hija fattur ewlieni li jeħtieġ li tkun ikkontrollata b'mod strett matul il-proċess ta 'produzzjoni ta' batteriji tal-jone tal-litju. Umdità eċċessiva tista 'mhux biss tikkawża d-dekompożizzjoni ta' melħ tal-litju fl-elettrolit, u tikkawża ħsara lill-materjali pożittivi u negattivi, Il-kollettur attwali għandu ċertu effett korrużiv u distruttiv, u jwassal ukoll għal tnaqqis fil-prestazzjoni taċ-ċiklu u l-prestazzjoni tas-sigurtà tal-batterija. Madankollu, traċċi ta 'umdità għandhom sinifikat importanti. Dan li ġej jiddeskrivi l-impatt tal-umdità fuq il-prestazzjoni tal-batteriji tal-litju.

1. L-iżvantaġġi ta 'umdità eċċessiva

Fil-proċess tal-produzzjoni tal-batterija tas-sistema ternarja / tal-grafita, il-preparazzjoni tad-demel likwidu pożittiv ġeneralment tuża sistema ta 'dispersjoni bbażata fuq iż-żejt, bl-użu ta' PVDF bħala l-legatur u NMP bħala s-solvent. Meta l-PVDF jiltaqa 'ma' umdità eċċessiva, jifforma sustanza ġelatina, li tirriżulta fi fluwidità fqira u livellar tad-demel likwidu, li ma jwassalx għall-kisi tad-demel likwidu. Għalhekk, meta tħejji d-demel likwidu, għandha tingħata attenzjoni għall-kontenut ta 'umdità tal-materja prima, l-ambjent tax-xogħol, u l-introduzzjoni ta' umdità waqt l-operazzjoni tal-persunal.

Minbarra li għandu impatt enormi fuq il-preparazzjoni tad-demel likwidu tal-batterija tal-litju, umdità eċċessiva tikkawża d-dekompożizzjoni tal-elettrolit. Ir-risposta hija kif ġej:

L-aċidu idrofluworiku huwa aċidu partikolarment korrużiv, li jista 'jikkawża ħsara serja lill-materjali ta' l-elettrodi pożittivi u negattivi u l-kolletturi tal-kurrent tal-batteriji tal-litju, u fl-aħħar iwassal għal problemi ta 'sigurtà tal-batterija.

2. It-tifsira ta 'ilma traċċa

Madankollu, mhux inqas ilma jkun aħjar fil-batteriji tal-litju. Kif nafu lkoll, l-interface solidu tal-elettroliti (komunement magħruf bħala membrana SEI) huwa membrana permeabbli selettiva li tippermetti lil Li + jgħaddi liberament, iżda molekuli tal-elettroliti ma jistgħux jgħaddu. Il-kompożizzjoni tal-elettroliti u l-addittivi tat-traċċi għandhom impatt sinifikanti fuq il-potenzjal tal-formazzjoni tal-film SEI, il-grad ta 'kumpattezza, it-telf tal-kapaċità irriversibbli tal-batterija, u r-reżistenza interna tal-batterija. L-ilma, bħala traċċa komponent fl-elettrolit, għandu ċertu impatt fuq il-formazzjoni tal-film SEI u l-prestazzjoni tal-batterija tal-batteriji tal-jone tal-litju.

It-tielet, l-impatt tal-umdità fuq il-prestazzjoni tal-batteriji tal-litju

F'sistemi ta 'materjal differenti, il-kontenut ta' umdità għandu influwenza kbira fuq il-prestazzjoni tal-batterija. Madankollu, dak li jibqa 'l-istess huwa li l-umdità taffettwa l-ewwel kapaċità ta' ċarġ u ħatt, reżistenza interna, ħajja taċ-ċiklu tal-batterija, u l-volum tal-batterija tal-batteriji tal-litju. Ħu l-batterija tas-sistema tal-litju kobalt ossidu / grafita bħala eżempju.

1. Impatt fuq l-ewwel kapaċità ta 'ċarġ u ħatt

L-umdità hija relatata mal-formazzjoni ta 'SEI f'batteriji tal-litju u inevitabbilment taffettwa l-ewwel telf ta' kapaċità irriversibbli ta 'batteriji tal-litju. Kif muri fil-Figura 1:

Figura 1. L-influwenza tal-kontenut ta 'umdità fuq il-kapaċità tal-batterija u l-ħatt

Meta l-umdità fil-batterija tkun inqas minn 0.015%, l-ewwel kapaċità ta 'skarika tal-batterija tissodisfa l-istandard nazzjonali u l-bidla hija żgħira; meta l-umdità tal-batterija tkun fil-medda ta '0.015% sa 0.04%, l-ewwel kapaċità ta' skarika tal-batterija tonqos hekk kif tiżdied l-umdità fil-batterija. Meta l-kontenut ta 'umdità fil-batterija huwa inqas minn 0.015%, jiddominaw ir-reazzjonijiet li ġejjin.

Il-karbonat tal-litju alkil iġġenerat mill-proċess ta 'tnaqqis ta' elettroni wieħed jista 'wkoll jirreaġixxi ma' traċċa ta 'ilma fl-elettrolit biex jiġġenera karbonat tal-litju.

2ROCO2 Li {{2}} H2O → Li2CO3 +CO2 +2ROH

Meta jiġi ġġenerat CO2, isseħħ reazzjoni kimika ġdida fuq il-wiċċ ta 'l-elettrodu negattiv b'potenzjal baxx:

2CO2+2Li+ +2e → Li2CO3 +CO

Jista 'jidher li ammont xieraq ta' ilma jgħin biex jifforma film SEI stabbli, uniformi u dens iddominat minn Li2CO3. Meta l-film SEI jkopri kompletament l-elettrodu negattiv, ir-reazzjoni irriversibbli tieqaf immedjatament.

Meta l-kontenut ta 'umdità jkun fil-medda ta' 0.0150% sa 0.04%, il-konsum tal-joni tal-litju jiżdied, u l-kapaċità ta 'ċarġ u ħruġ tal-batterija tonqos, li għandha impatt negattiv fuqha.

2. Impatt fuq ir-reżistenza interna tal-batterija

Ir-reżistenza interna tal-batterija hija waħda mill-aktar parametri karatteristiċi importanti tal-batterija. Huwa parametru importanti li jikkaratterizza l-ħajja taċ-ċiklu u l-istat operattiv tal-batterija, u huwa l-indikatur ewlieni tad-diffikultà tat-trasport tal-joni u l-elettroni fil-batterija. Ir-reżistenza interna hija affettwata l-aktar minn fatturi bħal materjali tal-batterija, proċessi tal-manifattura, u struttura tal-batterija. Iktar ma tkun żgħira r-reżistenza interna, iktar tkun żgħira l-vultaġġ okkupat meta l-batterija tkun skarikata, u iktar tkun tista 'toħroġ enerġija. Għal batteriji maħżuna għal żmien twil, ir-reżistenza interna tiżdied biż-żieda fil-ħin tal-ħażna, u l-prestazzjoni tal-batterija tkun affettwata ħafna meta r-reżistenza interna taqbeż ċertu valur. Peress li l-kontenut ta 'umdità għandu impatt fuq il-kwalità tal-film SEI f'batterija tal-litju, l-introduzzjoni taffettwa r-reżistenza interna tal-batterija.

Fis-sistema tas-solvent tal-elettroliti EC / DMC / EMC, ammont ta 'traċċa ta' ilma jista 'jifforma film SEI ibbażat fuq Li2CO3, stabbli, uniformi u dens b'reżistenza interna baxxa. Meta l-kontenut ta 'umdità huwa aktar mill-kontenut meħtieġ tas-sistema biex tifforma l-film SE I, POF3 u LiF jippreċipitaw fuq il-wiċċ tal-film SEI, li jirriżulta f'żieda fir-reżistenza interna tal-batterija. kif muri fl-istampa 2:

Figura 2. L-influwenza tal-kontenut ta 'umdità fuq ir-reżistenza interna tal-batterija

3. Impatt fuq id-degradazzjoni tal-kapaċità tal-batterija

Il-kontenut ta 'umdità jaffettwa l-proprjetajiet tal-film SEI tal-batterija, bħall-uniformità u l-kumpattezza. Meta l-film SE I huwa uniformi u dens, is-solvent tal-elettrolit mhuwiex faċli biex jiġi inkorporat fl-elettrodu negattiv, billi jokkupa l-post vakanti ta 'inserzjoni ta' Li +, allura hemm ftit degradazzjoni tal-kapaċità. Għall-kuntrarju, meta l-parti tal-film SEI mhix densa jew uniformi, huwa relattivament faċli li l-postijiet vakanti ta 'inserzjoni Li + ikunu okkupati mis-solvent elettrolitiku. Li2CO3 huwa l-iktar komponent importanti biex jifforma film SEI uniformi u dens. Fis-sistema tas-solvent tal-elettroliti EC / DMC / EMC, ammont xieraq ta 'ilma jista' jippromwovi l-formazzjoni ta 'film SEI bbażat fuq Li2CO3. Meta l-kontenut ta 'umdità huwa biżżejjed jew eċċessiv, is-SEI iffurmat Iktar ma jkun dens u uniformi l-film, iktar tkun żgħira l-probabbiltà li s-solvent jiddaħħal fl-anodu tal-karbonju. Din hija r-raġuni għaliex l-attenwazzjoni tal-kapaċità tal-batterija tonqos gradwalment biż-żieda tal-kontenut ta 'umdità meta l-umdità tkun fil-medda ta' 0.015% sa 0.04%. Meta l-kontenut ta 'umdità huwa inqas minn 0.015%, film SEI aktar dens huwa ffurmat fuq il-wiċċ ta' l-elettrodu negattiv biex iżomm is-solvent inkorporat fi stat ta 'ekwilibriju. Għalhekk, it-tħassir tal-kapaċità tal-batterija jinżamm fi stat relattivament stabbli.

Figura 3. Influwenza tal-kontenut ta 'umdità fuq ir-rata ta' tħassir tal-kapaċità tal-batterija

4. Impatt fuq il-ħxuna tal-batterija

Figura 4. Influwenza tal-kontenut ta 'umdità fuq il-ħxuna tal-batterija

Jista 'jidher mill-figura li hekk kif jiżdied il-kontenut ta' umdità, il-ħxuna tal-batterija tiżdied ukoll. Meta l-kontenut ta 'umdità huwa dovut għal CO2, CO u gassijiet oħra ġġenerati waqt il-formazzjoni tal-film SEI. U meta l-ilma jkun eċċessiv, l-ilma żejjed ikompli jirreaġixxi ma 'LiPF6 biex jipproduċi gass HF. Il-produzzjoni interna tal-gass tal-batterija hija relatata mas-sigurtà tal-batterija. Sabiex jiġu evitati problemi serji ta 'gass fl-batterija, l-ilma ġewwa l-batterija għandu jkun ikkontrollat ​​b'mod strett.

referenzi:

[1] Do ron Aurbach, Yair E in-El.i JE lectrochem Soc [J], 1995, 142 (6): 1746

[2] HUANG Feng (黄 峰), ZHOU Yun-Hong (周运鸿). Ba tterija B kull xahar (Batterija) [J], 2001, 31 (6): 290

[3] Zhang Hailin, He Xiangyun, Li Yan, et al. L-influwenza tal-umdità tal-elettrodu fuq il-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju ［J］. Batterija Industrija, 2013, 18 (1/2): 44-46.