Početna / Blog / Откривање мистерије: Супер теоретски капацитет у литијум-јонским батеријама

Откривање мистерије: Супер теоретски капацитет у литијум-јонским батеријама

КСНУМКС нов, КСНУМКС

By hoppt

Зашто литијумска батерија постоји феномен супертеоријског капацитета

У литијум-јонским батеријама (ЛИБ), многе електроде на бази оксида прелазних метала показују необично висок капацитет складиштења изнад њихове теоријске вредности. Иако је овај феномен нашироко објављен, основни физичко-хемијски механизми у овим материјалима остају недостижни и остају предмет расправе.

Профил резултата

Недавно су професор Миао Гуокинг са Универзитета Ватерло, Канада, професор Иу Гуихуа са Универзитета Тексас у Остину, и Ли Хонгсен и Ли Кианг са Универзитета Кингдао заједнички објавили истраживачки рад о природним материјалима под насловом „Додатни капацитети за складиштење у литијум-јонске батерије са прелазним металним оксидом откривене ин ситу магнетометријом". У овом раду, аутори су користили ин ситу магнетни мониторинг да би показали присуство јаке површинске капацитивности на металним наночестицама и да се велики број спин-поларизованих електрона може ускладиштити у већ редукованим металним наночестицама, што је у складу са механизмом просторног наелектрисања. Поред тога, откривени механизам просторног наелектрисања може се проширити на друга једињења прелазних метала, пружајући кључни водич за успостављање напредних система за складиштење енергије.

Историјат истраживања

(1) Типичан Фе је проучаван коришћењем технике магнетног праћења ин ситу3О4/ Еволуција електронске структуре унутар Ли батерије;

(2) открива да је Фе3О4У систему /Ли, капацитет површинског пуњења главни извор додатног капацитета;

(3) Механизам површинске капацитивности металних наночестица може се проширити на широк спектар једињења прелазних метала.

Текст и текстуални водич

  1. Карактеризација структуре и електрохемијска својства

Монодисперзно шупље Фе је синтетизовано конвенционалним хидротермалним методама3О4Наносфере, а затим изведено при 100 мАг−1Пуњење и пражњење при густини струје (Слика 1а), први капацитет пражњења је 1718 мАх г−1, 1370 мАх г-1, 1,364 мАхг, респективно. 1И 926 мАхг−1, далеко преко 1 мАхг−3Теорија очекивања. БФ-СТЕМ слике потпуно испражњеног производа (Слика 4б-ц) показују да су након редукције литијума, наносфере Фе1О3 претворене у мање наночестице Фе величине око 2 – XNUMX нм, дисперговане у центру ЛиXNUMXО.

Да би се демонстрирала промена магнетизма током електрохемијског циклуса, добијена је крива магнетизације након пуног пражњења до 0.01 В (слика 1д), која показује суперпарамагнетно понашање услед формирања наночестица.

Слика 1 (а) при 100 мАг−1Фе циклуса при густини струје3О4/ крива пуњења и пражњења са константном струјом Ли батерије; (б) потпуно литијум Фе3О4 БФ-СТЕМ слика електроде; (ц) присуство Ли у агрегатним2 БФ-СТЕМ сликама високе резолуције и О и Фе; (д) Фе3О4 Криве хистерезе електроде пре (црна) и после (плава), и Лангевенова крива друге (љубичаста).

  1. Детекција структурне и магнетне еволуције у реалном времену

У циљу комбиновања електрохемије са Фе3О4О структурних и магнетних промена повезаних са Фе3О4, електроде су подвргнуте ин ситу рендгенској дифракцији (КСРД) и ин ситу магнетном праћењу. Фе у серији КСРД дифракционих образаца током почетног пражњења од напона отвореног кола (ОЦВ) до 1.2 В3О4 Дифракцијски врхови се нису значајно променили ни у интензитету ни у положају (слика 2а), што указује да је Фе3О4 само доживео процес интеркалације Ли. Када се напуни до 3В, структура против спинела Фе3О4 остаје нетакнута, што сугерише да је процес у овом напонском прозору веома реверзибилан. Даље магнетно праћење на лицу места у комбинацији са тестовима пуњења и пражњења константном струјом је спроведено да би се истражило како се магнетизација развија у реалном времену (Слика 2б).

Слика 2 Карактеризација ин ситу КСРД и магнетног мониторинга. (А) ин ситу КСРД; (б) Фе3О4 Електрохемијска крива пражњења под примењеним магнетним пољем од 3 Т и одговарајући реверзибилни ин ситу магнетни одговор.

Да би се стекло основније разумевање овог процеса конверзије у смислу промена магнетизације, магнетни одговор се прикупља у реалном времену и одговарајући фазни прелаз који прати електрохемијски покретане реакције (слика 3). Сасвим је јасно да се током првог пражњења Фе3О4Одзив магнетизације електрода разликује од других циклуса због Фе током прве литализације3О4 Због иреверзибилног фазног прелаза. Када је потенцијал пао на 0.78 В, Фе3О4 антиспинел фаза је претворена да садржи Ли2. Класа ФеО халитне структуре О, Фе3О4 Фаза се не може обновити након пуњења. Сходно томе, магнетизација брзо опада на 0.482 μб Фе−1. Како литијализација наставља, није се формирала нова фаза, а интензитет дифракционих пикова класе (200) и (220) ФеО почео је да слаби. једнак Фе3О4 Не постоји значајан КСРД пик који се задржава када је електрода потпуно лијализована (слика 3а). Имајте на уму да када се Фе3О4 електрода испразни од 0.78 В до 0.45 В, магнетизација (са 0.482 μб Фе−1 се повећала на 1.266 μбФе−1), ово се приписује реакцији конверзије из ФеО у Фе. Затим, на крају пражњења, магнетизација је полако смањена на 1.132 μБ Фе−1. Овај налаз сугерише да потпуно редуковане металне Фе0Наночестице још увек могу да учествују у реакцији складиштења литијума, чиме се смањује магнетизација електрода.

Слика 3 Ин ситу посматрања фазног прелаза и магнетног одговора.(а)Фе3О4Ин ситу КСРД мапа прикупљена током првог пражњења електроде; (б) Фе3О4 Ин ситу мерење магнетне силе електрохемијских циклуса / Ли ћелија при примењеном магнетном пољу од 3 Т.

  1. Фе0/Ли2Површинска капацитивност О система

Фе3О4 Магнетне промене електрода се дешавају при ниским напонима, при чему се највероватније генерише додатни електрохемијски капацитет, што указује на присуство неоткривених носилаца наелектрисања унутар ћелије. Да би се истражио потенцијални механизам складиштења литијума, Фе је проучаван помоћу КСПС, СТЕМ и спектра магнетних перформанси3О4Електроде са врховима магнетизације на 0.01В, 0.45В и 1.4В да би се одредио извор магнетне промене. Резултати показују да је магнетни момент кључни фактор који утиче на магнетну промену, јер на измерене Фе0/Ли2Тхе Мс система О не утичу магнетна анизотропија и међучестична спрега.

Да би се даље разумео Фе3О4, кинетичка својства електрода на ниском напону, циклична волтаметрија при различитим брзинама скенирања. Као што је приказано на слици 4а, крива правоугаоне цикличне волтамограма се појављује у опсегу напона између 0.01 В и 1 В (Слика 4а). Слика 4б показује да се Фе3О4А капацитивни одговор појавио на електроди. Са веома реверзибилним магнетним одзивом процеса пуњења и пражњења константном струјом (слика 4ц), магнетизација електроде се смањила са 1В на 0.01В током процеса пражњења, а поново се повећала током процеса пуњења, што указује да је Фе0О кондензатору сличан површинска реакција је веома реверзибилна.

Слика 4. електрохемијска својства и ин ситу магнетна карактеризација на 0.011 В. (А) Циклична волтаметријска крива. (Б) вредност б је одређена коришћењем корелације између вршне струје и брзине скенирања; (ц) реверзибилну промену магнетизације у односу на криву наелектрисања и пражњења под примењеним магнетним пољем од 5 Т.

горе поменути Фе3О4 Електрохемијске, структурне и магнетне карактеристике електрода указују на то да је додатни капацитет батерије одређен Фе0. Спин-поларизован површински капацитет наночестица је узрокован пратећим магнетним променама. Спин-поларизована капацитивност је резултат спин-поларизоване акумулације наелектрисања на интерфејсу и може да покаже магнетни одговор током пуњења и пражњења. до Фе3О4 Основна електрода, током првог процеса пражњења, била је диспергована у Ли2Фине Фе наночестице у О супстрату имају велики односи површине и запремине и реализују високу густину стања на Фермијевом нивоу због високо локализованих д орбитала. Према Маиеровом теоријском моделу просторног складиштења наелектрисања, аутори предлажу да се велике количине електрона могу ускладиштити у тракама које се цепе на спин металних Фе наночестица, које се могу наћи у Фе / Ли2 Стварајући спин-поларизоване површинске кондензаторе у О нанокомпозитима ( Слика 5).

график 5Фе/Ли2А Шематски приказ површинског капацитета спин-поларизованих електрона на О-интерфаце.(А) шематски дијаграм густине стања спин поларизације површине феромагнетних металних честица (пре и после пражњења), супротно масовна спин поларизација гвожђа; (б) формирање области просторног наелектрисања у моделу површинског кондензатора прекомерно ускладиштеног литијума.

Резиме и Оутлоок

ТМ / Ли је истраживан напредним ин-ситу магнетним праћењем2. Еволуција унутрашње електронске структуре О нанокомпозита да би се открио извор додатног капацитета за складиштење ове литијум-јонске батерије. Резултати показују да, како у моделу Фе3О4/Ли ћелијског система, електрохемијски редуковане наночестице Фе могу да складиште велике количине спин-поларизованих електрона, што је резултат превеликог капацитета ћелије и значајно измењеног међуфазног магнетизма. Експерименти су даље потврдили ЦоО, НиО и ФеФ2И Фе2. Присуство такве капацитивности у материјалу Н електроде указује на постојање спин-поларизоване површинске капацитивности металних наночестица у литијум-јонским батеријама и поставља основу за примену овог механизма просторног складиштења наелектрисања у другим транзицијама. електродни материјали на бази металних једињења.

Веза за литературу

Додатни капацитет складиштења у литијум-јонским батеријама са оксидом прелазних метала откривен ин ситу магнетометријом (Натуре Материалс, 2020, ДОИ: 10.1038/с41563-020-0756-и)

Утицај формуле дизајна плочице литијумске електроде и дефекта плочице електроде на перформансе

  1. Чланак о основама за дизајн поле филма

Електрода литијумске батерије је премаз састављен од честица, равномерно нанесених на металну течност. Превлака електроде литијум-јонске батерије може се сматрати композитним материјалом, углавном састављеним од три дела:

(1) честице активне супстанце;

(2) саставна фаза проводног агенса и агенса (угљенична адхезивна фаза);

(3) Поре, напуните електролитом.

Однос запремине сваке фазе се изражава као:

Порозност + запремински удео живе материје + запремински удео фазе угљеничног лепка =1

Дизајн електроде за литијумску батерију је веома важан, а сада су укратко представљена основна знања о дизајну електрода литијумске батерије.

(1) Теоретски капацитет материјала електроде Теоретски капацитет материјала електроде, односно капацитет који обезбеђују сви литијумови јони у материјалу укљученом у електрохемијску реакцију, његова вредност се израчунава следећом једначином:

На пример, ЛиФеПО4Моларна маса је 157.756 г/мол, а његов теоретски капацитет је:

Ова израчуната вредност је само теоретски капацитет грама. Да би се осигурала реверзибилна структура материјала, стварни коефицијент уклањања литијум јона је мањи од 1, а стварни грамски капацитет материјала је:

Стварни грамски капацитет материјала = теоретски капацитет коефицијента одвајања литијум јона

(2) Пројектовани капацитет батерије и изузетно једнострана густина Пројектни капацитет батерије може се израчунати по следећој формули: пројектовани капацитет батерије = површинска густина превлаке однос активног материјала грам капацитет полова површина премаза

Међу њима, површинска густина премаза је кључни параметар дизајна. Када је густина сабијања непромењена, повећање површинске густине превлаке значи да се дебљина полног слоја повећава, растојање преноса електрона се повећава, а отпор електрона се повећава, али је степен повећања ограничен. У дебелом електродном листу, повећање импедансе миграције литијум јона у електролиту је главни разлог који утиче на карактеристике односа. Узимајући у обзир порозност и заокрете пора, миграционо растојање јона у порама је много пута веће од дебљине полног листа.

(3) Однос односа негативног-позитивног капацитета Н/П негативног капацитета према позитивном капацитету дефинише се као:

Н / П треба да буде већи од 1.0, генерално 1.04 ~ 1.20, што је углавном у сигурносном дизајну, како би се спречило таложење литијум јона негативне стране без извора прихватања, дизајн да се узме у обзир капацитет процеса, као што је одступање премаза. Међутим, када је Н/П превелик, батерија ће неповратно изгубити капацитет, што ће резултирати малим капацитетом батерије и мањом густином енергије батерије.

За литијум-титанатну аноду, усвојен је дизајн вишка позитивне електроде, а капацитет батерије је одређен капацитетом аноде литијум-титаната. Дизајн позитивног вишка је погодан за побољшање перформанси батерије на високим температурама: високотемпературни гас углавном долази из негативне електроде. У дизајну позитивног вишка, негативни потенцијал је низак и лакше је формирати СЕИ филм на површини литијум титаната.

(4) Густина збијања и порозност превлаке У производном процесу, густина збијања премаза електроде батерије израчунава се по следећој формули. С обзиром на то да се приликом ваљања стубног лима продужава метална фолија, површинска густина премаза након ваљка се израчунава по следећој формули.

Као што је раније поменуто, премаз се састоји од фазе живог материјала, фазе угљеничног лепка и пора, а порозност се може израчунати следећом једначином.

Међу њима, просечна густина превлаке је: електрода литијумске батерије је врста прашкастих честица премаза, јер је површина честица праха груба, неправилног облика, када се акумулирају, честице између честица и честица, а неке честице саме имају пукотине и поре, тако запремина праха укључујући запремину праха, поре између честица праха и честица, према томе, одговарајућа разноликост густине превлаке електроде и представљања порозности. Густина честица праха се односи на масу праха по јединици запремине. Према запремини праха, дели се на три врсте: права густина, густина честица и густина акумулације. Различите густине су дефинисане на следећи начин:

  1. Права густина се односи на густину добијену дељењем масе праха са запремином (стварном запремином) искључујући унутрашње и спољашње празнине честица. То јест, густина саме материје добијена након искључивања запремине свих празнина.
  2. Густина честица се односи на густину честица добијених дељењем масе праха подељеном са запремином честица укључујући отворену и затворену рупу. То јест, јаз између честица, али не и фине поре унутар честица, густина самих честица.
  3. Густина акумулације, односно густина превлаке, односи се на густину добијену масом праха подељену са запремином премаза формираног од праха. Употребљена запремина укључује поре самих честица и празнине између честица.

За исти прах, права густина> густина честица> густина паковања. Порозност праха је однос пора у премазу честица праха, односно однос запремине празнине између честица праха и пора честица према укупној запремини премаза, који се обично изражава као проценат. Порозност праха је свеобухватна особина која се односи на морфологију честица, површинско стање, величину честица и дистрибуцију величине честица. Његова порозност директно утиче на инфилтрацију електролита и пренос литијум јона. Генерално, што је већа порозност, то је лакша инфилтрација електролита и бржи пренос литијум јона. Стога, у дизајну литијумске батерије, понекад за одређивање порозности, најчешће се користи метода притиска живе, метода адсорпције гаса, итд. Такође се може добити помоћу прорачуна густине. Порозност такође може имати различите импликације када се за прорачуне користе различите густине. Када се густина порозности живе супстанце, проводног агенса и везива израчунава по правој густини, израчуната порозност укључује размак између честица и јаз унутар честица. Када се порозност живе супстанце, проводног агенса и везива израчунава према густини честица, израчуната порозност укључује размак између честица, али не и јаз унутар честица. Због тога је величина пора електроде литијумске батерије такође вишеструка, обично је јаз између честица у микронској скали, док је јаз унутар честица у нанометарској до суб-субмикронској скали. У порозним електродама, однос транспортних својстава као што су ефективна дифузивност и проводљивост може се изразити следећом једначином:

Где Д0 представља интринзичну брзину дифузије (проводљивости) самог материјала, ε је запремински удео одговарајуће фазе, а τ је кружна кривина одговарајуће фазе. У макроскопском хомогеном моделу, Бругеманова релација се генерално користи, узимајући коефицијент ɑ =1.5 за процену ефективне позитивности порозних електрода.

Електролит се пуни у поре порозних електрода, у којима се литијум јони воде кроз електролит, а карактеристике проводљивости литијум јона су уско повезане са порозношћу. Што је већа порозност, то је већи запремински удео електролитне фазе и већа је ефективна проводљивост литијум јона. У слоју позитивне електроде, електрони се преносе кроз угљеничну адхезивну фазу, запремински удео угљичне адхезивне фазе и заобилазни пут угљичне адхезивне фазе директно одређују ефективну проводљивост електрона.

Порозност и запремински удео угљеничне адхезивне фазе су контрадикторни, а велика порозност неизбежно доводи до запреминског удела угљеничне адхезивне фазе, стога су ефективна својства проводљивости литијум јона и електрона такође контрадикторна, као што је приказано на слици 2. Како се порозност смањује, ефективна проводљивост литијум јона се смањује док се ефективна проводљивост електрона повећава. Како уравнотежити то двоје је такође критично у дизајну електрода.

Слика 2 Шематски дијаграм порозности и проводљивости литијум јона и електрона

2. Врста и откривање дефеката полова

 

Тренутно, у процесу припреме полова батерије, све више и више технологија за детекцију на мрежи се усваја, како би се ефикасно идентификовали производни недостаци производа, елиминисали неисправни производи и правовремене повратне информације на производну линију, аутоматска или ручна прилагођавања производње процес, да се смањи стопа неисправности.

Технологије он-лине детекције које се обично користе у производњи лимова са стубовима укључују детекцију карактеристика суспензије, детекцију квалитета лима, детекцију димензија и тако даље, на пример: (1) онлајн мерач вискозитета је директно инсталиран у резервоару за складиштење премаза да детектује реолошке карактеристике суспензије у реалном времену, Испитивање стабилности суспензије; (2) Коришћење рендгенских зрака или β-зрака у процесу облагања, његова висока тачност мерења, али велико зрачење, висока цена опреме и проблеми са одржавањем; (3) Технологија ласерског мерења дебљине на мрежи се примењује за мерење дебљине стубне плоче, тачност мерења може да достигне ± 1. 0 μм, такође може да прикаже тренд промене измерене дебљине и дебљине у реалном времену, олакшава следљивост података и анализа; (4) ЦЦД технологија визије, то јест, линијски низ ЦЦД се користи за скенирање мереног објекта, обраду слике у реалном времену и анализу категорија дефеката, реализује недеструктивну онлајн детекцију дефекта на површини плоче стуба.

Као алат за контролу квалитета, технологија онлајн тестирања је такође неопходна за разумевање корелације између кварова и перформанси батерије, како би се одредили квалификовани/неквалификовани критеријуми за полупроизводе.

У последњем делу, укратко је представљена нова метода технологије детекције површинских дефекта литијум-јонске батерије, инфрацрвена термална технологија и однос између ових различитих дефеката и електрохемијских перформанси. консултујте Д. Мохантија Детаљну студију Мохантија ет ал.

(1) Уобичајени дефекти на површини лима

Слика 3 приказује уобичајене дефекте на површини електроде литијум-јонске батерије, са оптичком сликом на левој страни и сликом коју је ухватио термовизир на десној страни.

Слика 3 Уобичајени дефекти на површини лима: (а, б) избочени омотач/агрегат; (ц, д) материјал пада / рупица; (е, ф) метално страно тело; (г, х) неуједначен премаз

 

(А, б) подигнуто избочење/агрегат, такви дефекти могу настати ако се каша равномерно меша или је брзина премаза нестабилна. Грегација адхезива и проводних агенаса чађе доводи до ниског садржаја активних састојака и мале тежине поларних таблета.

 

(ц, д) пад / рупица, ове дефектне области нису обложене и обично се производе мехурицима у каши. Они смањују количину активног материјала и излажу колектор електролиту, чиме се смањује електрохемијски капацитет.

 

(Е, ф) метална страна тела, каша или метална страна тела унесена у опрему и околину, и метална страна тела могу да изазову велику штету литијумским батеријама. Велике металне честице директно оштећују дијафрагму, што доводи до кратког споја између позитивне и негативне електроде, што је физички кратки спој. Поред тога, када се метално страно тело умеша у позитивну електроду, позитивни потенцијал се повећава након пуњења, метал се раствара, шири кроз електролит, а затим таложи на негативној површини и на крају пробија дијафрагму, формирајући кратки спој, што представља кратки спој хемијског растварања. Најчешћа метална страна тела на локацији фабрике батерија су Фе, Цу, Зн, Ал, Сн, СУС итд.

 

(г, х) неуједначен премаз, као што је мешање суспензије није довољно, на финоћи честица лако се појављују пруге када је честица велика, што резултира неуједначеним премазом, што ће утицати на конзистенцију капацитета батерије, па чак и изгледати потпуно нема траке премаза, утиче на капацитет и безбедност.

(2) Технологија детекције дефекта површине чипа на половима Инфрацрвена (ИР) термална технологија се користи за откривање мањих дефеката на сувим електродама који могу оштетити перформансе литијум-јонских батерија. Током онлајн детекције, ако се детектује дефект електроде или загађивач, означите га на плочици стуба, елиминишите га у следећем процесу и пошаљите га на производну линију и прилагодите процес на време како бисте елиминисали дефекте. Инфрацрвени зрак је врста електромагнетног таласа који има исту природу као радио таласи и видљива светлост. За претварање дистрибуције температуре површине предмета у видљиву слику људског ока користи се посебан електронски уређај, а за приказ расподеле температуре површине предмета у различитим бојама назива се инфрацрвена термовизијска технологија. Овај електронски уређај се зове инфрацрвени термовизир. Сви објекти изнад апсолутне нуле (-273℃) емитују инфрацрвено зрачење.
Као што је приказано на слици 4, инфрацрвени термални апроксиматор (ИР камера) користи инфрацрвени детектор и оптички објектив за снимање да прихвати образац расподеле енергије инфрацрвеног зрачења мереног циљаног објекта и рефлектује га на фотоосетљиви елемент инфрацрвеног детектора да би добио инфрацрвена термална слика, која одговара пољу дистрибуције топлоте на површини објекта. Када постоји дефект на површини објекта, температура се помера у том подручју. Због тога се ова технологија може користити и за откривање недостатака на површини објекта, посебно погодних за неке недостатке који се не могу разликовати оптичким средствима детекције. Када се електрода за сушење литијум-јонске батерије детектује на мрежи, електрода електроде се прво озрачи блицевом, температура површине се мења, а затим се температура површине детектује помоћу термовизира. Слика расподеле топлоте се визуелизује, а слика се обрађује и анализира у реалном времену како би се открили површински недостаци и на време обележили.Д. Моханти Студија је инсталирала термовизир на излазу из пећи за сушење премаза да би се открила слика расподеле температуре на површини електродног листа.

Слика 5 (а) је мапа расподеле температуре површине превлаке НМЦ позитивног полова коју је детектовао термовизир, а који садржи веома мали дефект који се не може разликовати голим оком. Крива дистрибуције температуре која одговара сегменту трасе приказана је на унутрашњем уметку, са температурним скоком у тачки дефекта. На слици 5 (б), температура расте локално у одговарајућој кутији, што одговара дефекту површине лима. ШИПАК. Слика 6 је дијаграм расподеле површинске температуре слоја негативне електроде који показује постојање дефеката, при чему врх повећања температуре одговара мехуру или агрегату, а област смањења температуре одговара рупици или паду.

Слика 5 Расподела температуре површине плоче позитивне електроде

Слика 6 Расподела температуре површине негативне електроде

 

Може се видети да је термовизијска детекција дистрибуције температуре добро средство за детекцију дефекта на површини лимова, који се може користити за контролу квалитета производње лимова.3. Утицај дефекта површине полова на перформансе батерије

 

(1) Утицај на капацитет множења батерије и Кулонову ефикасност

На слици 7 приказана је крива утицаја агрегата и рупице на капацитет множења батерије и куленову ефикасност. Агрегат заправо може побољшати капацитет батерије, али смањити ефикасност цоулена. Рупа смањује капацитет батерије и Кулун ефикасност, а Кулун ефикасност се значајно смањује великом брзином.

Слика 7 катодни агрегат и ефекат рупице на капацитет батерије и ефикасност на слици 8 је неуједначен премаз, а метално страно тело Цо и Ал на капацитет батерије и ефекат криве ефикасности, неуједначен премаз смањује капацитет јединице батерије за 10% - 20%, али је цео капацитет батерије смањен за 60%, што показује да је жива маса у поларном делу значајно смањена. Метал Цо страно тело смањен капацитет и Кулонова ефикасност, чак и при великом увећању од 2Ц и 5Ц, уопште нема капацитета, што може бити последица формирања метала Цо у електрохемијској реакцији уграђеног литијума и литијума, или могу бити металне честице блокирао поре дијафрагме изазвао микро кратки спој.

Слика 8 Ефекти неравномерног премаза позитивне електроде и металних страних тела Цо и Ал на капацитет множења батерије и ефикасност цоулена

Резиме дефеката катодног листа: Атети у слоју катодног листа смањују кулоновску ефикасност батерије. Рупа позитивног премаза смањује Кулонову ефикасност, што резултира лошим перформансама множитеља, посебно при високој густини струје. Хетерогени премаз је показао слаб учинак увећања. Загађивачи металних честица могу изазвати микрократке спојеве и стога могу значајно смањити капацитет батерије.
На слици 9 приказан је утицај траке са негативном фолијом за цурење на капацитет мултипликатора и Кулун ефикасност батерије. Када дође до цурења на негативној електроди, капацитет батерије се значајно смањује, али грамски капацитет није очигледан, а утицај на ефикасност Кулуна није значајан.

 

Слика 9. Утицај фолијске траке против цурења негативне електроде на капацитет множења батерије и Кулун ефикасност (2) Утицај на перформансе циклуса множења батерије Слика 10. је резултат утицаја дефекта површине електроде на циклус множења батерије. Резултати утицаја су сумирани на следећи начин:
Егрегација: на 2Ц, стопа одржавања капацитета од 200 циклуса је 70%, а неисправна батерија је 12%, док је у 5Ц циклусу стопа одржавања капацитета од 200 циклуса 50%, а неисправна батерија је 14%.
Игла: слабљење капацитета је очигледно, али нема слабљења агрегатног дефекта је брзо, а стопа одржавања капацитета од 200 циклуса 2Ц и 5Ц је 47% и 40%, респективно.
Метално страно тело: капацитет металног Цо страног тела је скоро 0 након неколико циклуса, а капацитет 5Ц циклуса Ал фолије металног страног тела значајно се смањује.
Трака за цурење: За исту област цурења, капацитет батерије више мањих трака опада брже од веће траке (47% за 200 циклуса у 5Ц) (7% за 200 циклуса у 5Ц). Ово указује да што је већи број трака, то је већи утицај на циклус батерије.

Слика 10 Утицај дефекта површине електроде на циклус брзине ћелије

 

Реф.: [1] Процена без разарања литијумских секундарних батеријских електрода обложених уторима помоћу ин-лине ласерске калиперске и ИР термографске методе [Ј].АНАЛИТИЦАЛМЕТХОДС.2014, 6(3): 674-683.[2]Ефекат. дефеката у производњи електрода на електрохемијске перформансе литијум-јонских батерија: Познавање извора квара батерије [Ј].Јоурнал оф Повер Соурцес.2016, 312: 70-79.

 

цлосе_вхите
близу

Напишите упит овде

одговорите у року од 6 сати, сва питања су добродошла!