Home / blog / Industry / Musim dingin bakal teka, deleng fenomena analisis suhu rendah baterei lithium-ion

Musim dingin bakal teka, deleng fenomena analisis suhu rendah baterei lithium-ion

18 Oct, 2021

By hoppt

Kinerja baterei lithium-ion dipengaruhi banget dening karakteristik kinetik. Amarga Li + kudu dilarutake dhisik nalika dilebokake ing materi grafit, mula kudu ngonsumsi energi tartamtu lan ngalangi difusi Li + menyang grafit. Kosok baline, nalika Li + dibebasake saka materi grafit menyang solusi, proses solvasi bakal kedadeyan luwih dhisik, lan proses solvasi ora mbutuhake konsumsi energi. Li + bisa cepet mbusak grafit, kang ndadékaké menyang acceptance daya Ngartekno mlarat saka materi grafit. Ing discharge acceptability.

Ing suhu kurang, karakteristik kinetik elektroda grafit negatif wis apik lan dadi luwih elek. Mulane, polarisasi elektrokimia elektroda negatif saya tambah akeh sajrone proses ngisi daya, sing bisa nyebabake udan lithium metalik ing permukaan elektroda negatif. Riset dening Christian von Lüders saka Universitas Teknik Munich, Jerman, nuduhake yen ing -2 ° C, tingkat pangisian daya ngluwihi C / 2, lan jumlah udan lithium logam tambah akeh. Contone, ing tingkat C / 2, jumlah litium plating ing lumahing elektroda ngelawan bab kabeh daya. 5.5% saka kapasitas nanging bakal tekan 9% ing 1C magnification. Litium metalik sing endapan bisa berkembang luwih lanjut lan pungkasane dadi dendrit litium, nusuk liwat diafragma lan nyebabake sirkuit cendhak elektroda positif lan negatif. Mulane, perlu supaya ora ngisi daya baterei lithium-ion ing suhu sing sithik. Nalika kudu ngisi baterei ing suhu kurang, iku penting kanggo milih arus cilik kanggo ngisi daya baterei lithium-ion sabisa lan kebak nyimpen baterei lithium-ion sawise ngisi daya kanggo mesthekake Lithium metallic precipitated saka elektroda negatif. bisa bereaksi karo grafit lan dipasang maneh ing elektroda grafit negatif.

Veronika Zinth lan liya-liyane saka Universitas Teknis Munich nggunakake difraksi neutron lan cara liya kanggo nyinaoni prilaku evolusi lithium baterei lithium-ion ing suhu kurang -20°C. Difraksi neutron wis dadi cara deteksi anyar ing taun-taun pungkasan. Dibandhingake karo XRD, difraksi neutron luwih sensitif marang unsur cahya (Li, O, N, lan sapiturute), saengga cocok banget kanggo uji coba baterei lithium-ion sing ora ngrusak.

Ing eksperimen kasebut, VeronikaZinth nggunakake baterei NMC111/grafit 18650 kanggo nyinaoni prilaku evolusi lithium baterei lithium-ion ing suhu sing sithik. Baterei diisi lan dibuwang sajrone tes miturut proses sing ditampilake ing gambar ing ngisor iki.

Tokoh ing ngisor iki nuduhake owah-owahan fase elektroda negatif ing SoC sing beda-beda sajrone siklus pangisian daya kaloro ing tingkat pangisian daya C/30. Bisa katon yen ing 30.9% SoC, fase elektroda negatif utamane LiC12, Li1-XC18, lan komposisi LiC6 sing cilik; sawise SoC ngluwihi 46%, intensitas difraksi LiC12 terus mudhun, dene kekuwatan LiC6 terus mundhak. Nanging, sanajan sawise pangisian daya pungkasan rampung, amarga mung 1503mAh sing diisi ing suhu sing kurang (kapasitas 1950mAh ing suhu kamar), LiC12 ana ing elektroda negatif. Upamane arus pangisi daya dikurangi dadi C/100. Ing kasus kasebut, baterei isih bisa entuk kapasitas 1950mAh ing suhu sing sithik, sing nuduhake yen nyuda daya baterei lithium-ion ing suhu sing sithik utamane amarga rusake kondisi kinetik.

Tokoh ing ngisor iki nuduhake owah-owahan fase grafit ing elektroda negatif sajrone ngisi daya miturut tingkat C/5 ing suhu kurang -20°C. Sampeyan bisa ndeleng manawa owah-owahan fase grafit beda banget dibandhingake karo ngisi tingkat C / 30. Bisa dideleng saka gambar yen SoC> 40%, kekuatan fase baterei LiC12 ing tingkat pangisian C/5 suda luwih alon, lan paningkatan kekuatan fase LiC6 uga luwih lemah tinimbang C/30. tingkat pangisian daya. Iku nuduhake yen ing tingkat relatif dhuwur saka C/5, kurang LiC12 terus interkalate lithium lan diowahi kanggo LiC6.

Gambar ing ngisor iki mbandhingake owah-owahan fase elektroda grafit negatif nalika ngisi daya ing tarif C / 30 lan C / 5. Tokoh kasebut nuduhake yen kanggo rong tingkat pangisian daya sing beda, fase miskin lithium Li1-XC18 meh padha. Bentenipun utamané dibayangke ing rong fase LiC12 lan LiC6. Bisa dideleng saka gambar yen tren owah-owahan fase ing elektroda negatif relatif cedhak ing tataran wiwitan ngisi daya ing rong tingkat pangisian daya. Kanggo fase LiC12, nalika kapasitas pangisian daya tekan 950mAh (49% SoC), tren owah-owahan wiwit katon beda. Nalika nerangake 1100mAh (56.4% SoC), fase LiC12 ing rong pembesaran kasebut wiwit nuduhake jurang sing signifikan. Nalika ngisi daya kanthi tingkat C / 30 sing kurang, penurunan tahap LiC12 cepet banget, nanging penurunan fase LiC12 ing tingkat C / 5 luwih alon; tegese, kondisi kinetik litium selipan ing elektroda negatif deteriorate ing kurang Suhu. , Supaya LiC12 luwih intercalates lithium kanggo generate kacepetan phase LiC6 melorot. Kajaba iku, fase LiC6 mundhak kanthi cepet kanthi tingkat C/30 sing sithik nanging luwih alon ing tingkat C/5. Iki nuduhake yen ing tingkat C / 5, luwih cilik Li sing ditempelake ing struktur kristal grafit, nanging sing menarik yaiku kapasitas pangisian daya baterei (1520.5mAh) ing tingkat pangisian C / 5 luwih dhuwur tinimbang ing C / 30. / 1503.5 tarif pangisian daya. Daya (XNUMXmAh) luwih dhuwur. Li ekstra sing ora ditempelake ing elektroda grafit negatif kemungkinan bakal diendhani ing permukaan grafit kanthi bentuk litium metalik. Proses ngadeg sawise mburi daya uga mbuktekaken iki saka sisih-sethithik.

Tokoh ing ngisor iki nuduhake struktur fase elektroda grafit negatif sawise diisi daya lan sawise ditinggal nganti 20 jam. Ing pungkasan ngisi daya, fase elektroda grafit negatif beda banget ing rong tingkat pangisian daya. Ing C / 5, rasio LiC12 ing anoda grafit luwih dhuwur, lan persentase LiC6 luwih murah, nanging sawise ngadeg 20 jam, prabédan antarane loro kasebut dadi minimal.

Tokoh ing ngisor iki nuduhake owah-owahan phase saka elektroda grafit negatif sak proses panyimpenan 20h. Bisa dideleng saka tokoh kasebut sanajan fase saka loro elektroda sing ngelawan isih beda banget ing wiwitan, amarga wektu panyimpenan saya tambah, rong jinis pangisi daya Tahap anoda grafit ing sangisore perbesaran wis owah banget. LiC12 bisa terus diowahi dadi LiC6 sajrone proses rak, nuduhake yen Li bakal terus dilebokake ing grafit sajrone proses rak. Iki bagéan saka Li kamungkinan kanggo lithium metallic precipitated lumahing elektroda grafit negatif ing suhu kurang. Analisis luwih lanjut nuduhake yen ing pungkasan ngisi daya ing tingkat C / 30, derajat interkalasi lithium elektroda grafit negatif yaiku 68%. Isih, tingkat interkalasi lithium mundhak dadi 71% sawise rak, mundhak 3%. Ing pungkasan ngisi daya ing tingkat C / 5, gelar selipan lithium elektroda grafit negatif ana 58%, nanging sawise ditinggalake nganti 20 jam, mundhak dadi 70%, tambah total 12%.

Panliten ing ndhuwur nuduhake yen nalika ngisi daya ing suhu sing sithik, kapasitas baterei bakal mudhun amarga rusake kondisi kinetik. Iku uga bakal precipitate logam lithium ing lumahing elektroda negatif amarga nyuda saka tingkat selipan lithium grafit. Nanging, sawise periode panyimpenan, Iki bagéan saka lithium metallic bisa ditempelake ing grafit maneh; ing nggunakake nyata, wektu beting asring cendhak, lan ana ora njamin sing kabeh lithium metallic bisa ditempelake menyang grafit maneh, supaya bisa nimbulaké sawetara lithium metallic terus ana ing elektroda negatif. Permukaan baterei lithium-ion bakal mengaruhi kapasitas baterei lithium-ion lan bisa ngasilake dendrit litium sing mbebayani keamanan baterei lithium-ion. Mula, coba aja ngisi daya baterei lithium-ion ing suhu sing sithik. Saiki kurang, lan sawise nyetel, mesthekake wektu beting cukup kanggo ngilangke lithium logam ing elektroda grafit negatif.

Artikel iki utamané nuduhake dokumen ing ngisor iki. Laporan kasebut mung digunakake kanggo ngenalake lan nyemak karya ilmiah, piwulang kelas, lan riset ilmiah sing gegandhengan. Ora kanggo panggunaan komersial. Yen sampeyan duwe masalah hak cipta, please aran gratis kanggo hubungi kita.

1. Kapabilitas tingkat bahan grafit minangka elektroda negatif ing kapasitor lithium-ion, Electrochimica Acta 55 (2010) 3330 - 3335 , SRSivakkumar, JY Nerkar, AG Pandolfo

2. Plating litium ing baterei lithium-ion sing diselidiki kanthi relaksasi voltase lan difraksi neutron in situ, Jurnal Sumber Daya 342(2017) 17-23, Christian von Lüders, Veronika Zinth, Simon V.Erhard, Patrick J.Osswald, Michael Hofman , Ralph Gilles, Andreas Jossen

3. Plating litium ing baterei lithium-ion ing suhu sub-ambient diselidiki dening difraksi neutron in situ, Jurnal Sumber Daya 271 (2014) 152-159, Veronika Zinth, Christian von Lüders, Michael Hofmann, Johannes Hattendorff, Irmgard Buchberger, Simon Erhard, Joana Rebelo-Kornmeier, Andreas Jossen, Ralph Gilles

cedhak_putih
cedhak

Tulis pitakon ing kene

balesan sajrone 6 jam, pitakon apa wae!

    [kelas^="wpforms-"]
    [kelas^="wpforms-"]