ינפלואַנסט דורך די הייס גראַד פון די עלעקטריק פאָרמיטל מאַרק,ליטהיום-יאָן באַטעריז, ווי איינער פון די האַרץ קאַמפּאָונאַנץ פון עלעקטריק וועהיקלעס, האָבן שוין אונטערגעשטראכן צו אַ גרויס מאָס. מענטשן זענען באגאנגען צו אַנטוויקלען אַ לאַנג לעבן, הויך מאַכט, גוט זיכערקייַט ליטהיום-יאָן באַטאַרייע. צווישן זיי, די אַטטענואַטיאָן פוןליטהיום-יאָן באַטאַרייעקאַפּאַציטעט איז זייער ווערט פון אַלעמען ס ופמערקזאַמקייט, בלויז אַ פול פארשטאנד פון די סיבות פֿאַר די אַטטענואַטיאָן פון ליטהיום-יאָן באַטעריז אָדער די מעקאַניזאַם, אין סדר צו קענען פאָרשרייַבן די רעכט מעדיצין צו סאָלווע די פּראָבלעם, אַז ליטהיום-יאָן באַטעריז קאַפּאַציטעט אַטטענואַטיאָן?
סיבות פֿאַר דערנידעריקונג פון ליטהיום-יאָן באַטעריז
1.פּאָסיטיווע ילעקטראָוד מאַטעריאַל
LiCoO2 איז איינער פון די קאַמאַנלי געניצט קאַטאָוד מאַטעריאַלס (3C קאַטעגאָריע איז וויידלי געניצט, און מאַכט באַטעריז בייסיקלי פירן טערנערי און ליטהיום אייַזן פאָספאַטע). ווי די נומער פון סייקאַלז ינקריסיז, די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז קאַנטריביוץ מער צו די קאַפּאַציטעט פאַרפוילן. נאָך 200 סייקאַלז, LiCoO2 האט נישט אַנדערגאָו אַ פאַסע יבערגאַנג, אָבער אלא אַ ענדערונג אין די לאַמעללאַר סטרוקטור, לידינג צו שוועריקייטן אין לי + דע-עמבעדינג.
LiFePO4 האט גוט סטראַקטשעראַל פעסטקייַט, אָבער די Fe3 + אין די אַנאָוד דיסאַלווז און ראַדוסאַז צו Fe מעטאַל אויף די גראַפייט אַנאָוד, ריזאַלטינג אין אַ געוואקסן אַנאָוד פּאָולעראַזיישאַן. בכלל די Fe3+ דיסאַלושאַן איז פּריווענטיד דורך די קאָוטינג פון LiFePO4 פּאַרטיקאַלז אָדער די ברירה פון עלעקטראָליטע.
נקם טערנערי מאַטעריאַלס ① יבערגאַנג מעטאַל ייאַנז אין די יבערגאַנג מעטאַל אַקסייד קאַטאָוד מאַטעריאַל זענען גרינג צו צעלאָזן אין הויך טעמפּעראַטורעס, אַזוי פריי אין די עלעקטראָליטע אָדער דאַפּאַזיטינג אויף די נעגאַטיוו זייַט, קאָזינג קאַפּאַציטעט אַטטענואַטיאָן; ② ווען די וואָולטידזש איז העכער ווי 4.4וו ווס לי+/לי, די סטראַקטשעראַל ענדערונג פון די טערנערי מאַטעריאַל פירט צו די דיגראַדיישאַן פון קאַפּאַציטעט; ③ Li-Ni געמישט ראָוז, וואָס פירן צו די בלאַקידזש פון לי + טשאַנאַלז.
די הויפּט סיבות פון קאַפּאַציטעט דערנידעריקונג אין לימנאָ4-באזירט ליטהיום-יאָן באַטעריז זענען 1. יריווערסאַבאַל פאַסע אָדער סטראַקטשעראַל ענדערונגען, אַזאַ ווי די דזשאַהן-טעללער אַבעריישאַן; און 2. דיסאַלושאַן פון מן אין די עלעקטראָליטע (בייַזייַן פון HF אין די עלעקטראָליטע), דיספּראַפּאָרשאַניישאַן ריאַקשאַנז, אָדער רעדוקציע אין די אַנאָוד.
2.נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס
די דור פון ליטהיום אָפּזאַץ אויף די אַנאָוד זייַט פון גראַפייט (טייל פון ליטהיום ווערט "טויט ליטהיום" אָדער דזשענערייץ ליטהיום דענדריטעס), ביי נידעריק טעמפּעראַטורעס, ליטהיום יאָן דיפיוזשאַן סלאָוז אַראָפּ לייכט לידינג צו ליטהיום אָפּזאַץ, און ליטהיום אָפּזאַץ איז אויך פּראָנע צו פאַלן ווען די N/P פאַרהעלטעניש איז צו נידעריק.
ריפּיטיד צעשטערונג און וווּקס פון SEI פילם אויף די אַנאָוד זייַט פירט צו ליטהיום דיפּלישאַן און געוואקסן פּאָולעראַזיישאַן.
די ריפּיטיד פּראָצעס פון באַזייַטיקונג פון ליטהיום / דע-ליטהיום אין די סיליציום-באזירט אַנאָוד קענען לייכט פירן צו באַנד יקספּאַנשאַן און פּלאַצן דורכפאַל פון די סיליציום פּאַרטיקאַלז. דעריבער, פֿאַר סיליציום אַנאָוד, עס איז ספּעציעל קריטיש צו געפֿינען אַ וועג צו ינכיבאַט זייַן באַנד יקספּאַנשאַן.
3.עלעקטראָליטע
סיבות אין די עלעקטראָליטע וואָס ביישטייערן צו דערנידעריקונג פון קאַפּאַציטעטליטהיום-יאָן באַטעריזאַרייַננעמען:
1. דיקאַמפּאָוזישאַן פון סאָלוואַנץ און עלעקטראָליטעס (ערנסט דורכפאַל אָדער זיכערקייַט פּראָבלעמס אַזאַ ווי גאַז פּראָדוקציע), פֿאַר אָרגאַניק סאָלוואַנץ, ווען די אַקסאַדיישאַן פּאָטענציעל איז גרעסער ווי 5 וו ווס לי+/לי אָדער רעדוקציע פּאָטענציעל איז נידעריקער ווי 0.8 וו (פאַרשידענע עלעקטראָליטע דיקאַמפּאָוזישאַן וואָולטידזש איז אַנדערש), גרינג צו צעלייגנ. פֿאַר עלעקטראָליטע (למשל LiPF6), עס איז גרינג צו צעלייגנ אין העכער טעמפּעראַטור (איבער 55 ℃) רעכט צו דער נעבעך פעסטקייַט;
2. ווי די נומער פון סייקאַלז ינקריסיז, די אָפּרוף צווישן די עלעקטראָליטע און די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז ינקריסיז, מאכן די מאַסע אַריבערפירן קאַפּאַציטעט וויקאַן.
4.דיאַפראַגם
די דייאַפראַם קענען פאַרשפּאַרן די עלעקטראָנס און מקיים די טראַנסמיסיע פון ייאַנז. אָבער, די פיייקייט פון די דייאַפראַם צו אַריבערפירן Li+ איז רידוסט ווען די דייאַפראַם האָלעס זענען אפגעשטעלט דורך דיקאַמפּאָוזישאַן פּראָדוקטן פון די עלעקטראָליטע, אאז"ו ו, אָדער ווען די דייאַפראַם שרינגקס אין הויך טעמפּעראַטורעס, אָדער ווען די דייאַפראַם עלטער. אין דערצו, די פאָרמירונג פון ליטהיום דענדריטעס דורכשטעכן די דייאַפראַם וואָס פירן צו ינערלעך קורץ קרייַז איז די הויפּט סיבה פֿאַר זייַן דורכפאַל.
5. קאַלעקטינג פליסיק
די סיבה פון קאַפּאַציטעט אָנווער רעכט צו דער קאַלעקטער איז בכלל די קעראָוזשאַן פון די קאַלעקטער. קופּער איז געניצט ווי דער נעגאַטיוו קאַלעקטער ווייַל עס איז גרינג צו אַקסאַדייז ביי הויך פּאָטענציעלז, בשעת אַלומינום איז געניצט ווי די positive קאַלעקטער ווייַל עס איז גרינג צו פאָרעם אַ ליטהיום-אַלומינום צומיש מיט ליטהיום ביי נידעריק פּאָטענציעל. אונטער נידעריק וואָולטידזש (אַז נידעריק ווי 1.5 וו און ווייטער, איבער-אָפּזאָגן), קופּער אַקסאַדייזיז צו קו 2 + אין די עלעקטראָליטע און דיפּאַזאַץ אויף די ייבערפלאַך פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד, כיידינג די דע-עמבעדינג פון ליטהיום, ריזאַלטינג אין קאַפּאַציטעט דערנידעריקונג. און אויף די positive זייַט, אָוווערטשאַרדזשינג פון דיבאַטאַרייעז פּיטינג פון די אַלומינום קאַלעקטער, וואָס פירט צו אַ פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל און קאַפּאַציטעט דערנידעריקונג.
6. אָפּצאָל און אָפּזאָגן סיבות
יבעריק אָפּצאָל און אָפּזאָגן מולטיפּליערס קענען פירן צו אַקסעלערייטיד קאַפּאַציטעט פון ליטהיום-יאָן באַטעריז. אַ פאַרגרעסערן אין די אָפּצאָל / אָפּזאָגן מאַלטאַפּלייער מיטל אַז די פּאָולעראַזיישאַן ימפּידאַנס פון די באַטאַרייע ינקריסיז אַקאָרדינגלי, לידינג צו אַ פאַרקלענערן אין קאַפּאַציטעט. אין אַדישאַן, די דיפיוזשאַן-ינדוסט דרוק דזשענערייטאַד דורך טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג אין הויך קייפל רייץ פירט צו די אָנווער פון קאַטאָוד אַקטיוו מאַטעריאַל און אַקסעלערייטיד יידזשינג פון די באַטאַרייע.
אין די פאַל פון אָוווערטשאַרדזשינג און אָוווערדיסטשאַרדזשינג באַטעריז, די נעגאַטיוו ילעקטראָוד איז פּראָנע צו ליטהיום אָפּזאַץ, די positive ילעקטראָוד יבעריק ליטהיום באַזייַטיקונג מעקאַניזאַם קאַלאַפּסיז, און די אָקסידאַטיווע דיקאַמפּאָוזישאַן פון די עלעקטראָליטע (די פּאַסירונג פון ביי-פּראָדוקטן און גאַז פּראָדוקציע) איז אַקסעלערייטיד. ווען די באַטאַרייע איז איבער-דיסטשאַרדזשד, די קופּער שטער טענדז צו צעלאָזן (כינדערינג ליטהיום דע-עמבעדינג, אָדער גלייַך דזשענערייטינג קופּער דענדריטעס), וואָס פירן צו קאַפּאַציטעט דערנידעריקונג אָדער באַטאַרייע דורכפאַל.
טשאַרדזשינג סטראַטעגיע שטודיום האָבן געוויזן אַז ווען די טשאַרדזשינג אָפּשניט וואָולטידזש איז 4 וו, אַפּראָופּרייטלי לאָוערינג די טשאַרדזשינג אָפּשניט וואָולטידזש (למשל, 3.95 וו) קענען פֿאַרבעסערן די ציקל לעבן פון די באַטאַרייע. עס איז אויך געוויזן אַז שנעל טשאַרדזשינג אַ באַטאַרייע צו 100% SOC דיסיז פאַסטער ווי שנעל טשאַרדזשינג צו 80% SOC. אין דערצו, Li et al. געפונען אַז כאָטש פּאַלסינג קענען פֿאַרבעסערן די טשאַרדזשינג עפעקטיווקייַט, די ינערלעך קעגנשטעל פון די באַטאַרייע וועט העכערונג באטייטיק, און די אָנווער פון נעגאַטיוו ילעקטראָוד אַקטיוו מאַטעריאַל איז ערנסט.
7.טעמפּעראַטור
די ווירקונג פון טעמפּעראַטור אויף די קאַפּאַציטעט פוןליטהיום-יאָן באַטעריזאיז אויך זייער וויכטיק. ווען אַפּערייטינג אין העכער טעמפּעראַטורעס פֿאַר עקסטענדעד פּיריאַדז, עס איז אַ פאַרגרעסערן אין זייַט ריאַקשאַנז אין די באַטאַרייע (למשל, דיקאַמפּאָוזישאַן פון די עלעקטראָליטע), וואָס פירן צו אַ יריווערסאַבאַל אָנווער פון קאַפּאַציטעט. ווען אַפּערייטינג אין נידעריקער טעמפּעראַטורעס פֿאַר עקסטענדעד פּיריאַדז, די גאַנץ ימפּידאַנס פון די באַטאַרייע ינקריסיז (עלעקטראָליטע קאַנדאַקטיוואַטי דיקריסאַז, SEI ימפּידאַנס ינקריסיז און די קורס פון עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז דיקריסאַז), און ליטהיום אָפּזאַץ פון די באַטאַרייע איז פּראָנע צו פאַלן.
די אויבן איז די הויפּט סיבה פֿאַר דערנידעריקונג פון ליטהיום-יאָן באַטאַרייע קאַפּאַציטעט, דורך די אויבן הקדמה איך גלויבן איר האָבן אַ פארשטאנד פון די סיבות פון ליטהיום-יאָן באַטאַרייע קאַפּאַציטעט דערנידעריקונג.
פּאָסטן צייט: יולי 24-2023