Te Tirotiro i nga Take mo te Paheketanga Ataata i te Raahiko Pahiko Lithium

Ra Whakaputa: - Rā Whakahōu Whakamutunga:
Te Tirotiro i nga Take mo te Paheketanga Ataata i roto i te Raahiko Pahiko Lithium - Kamupene SHIELDEN Solar: Ka whakaputa i nga Hurihuri/Pikohiko/Putea Pungao/Pūnaha Solar
pūhiko

Na te tere o te whanaketanga o te aoiao me te hangarau, kua noho nga pākahiko lithium-ion te hangarau rokiroki hiko auraki i roto i nga mara penei i nga taputapu pūkoro me nga waka hiko. Heoi, ko te raru o te whakahekenga kaha o te pākahiko lithium-ion i nga wa katoa, e whakawhāiti ana i te oranga ratonga me te mahi o te pākahiko. He aha te mea ka pirau te kaha o te pākahiko lithium-ion? Tirohia.

He rereke nga hiko whakauru o nga pākahiko Lithium-ion ka puta he tauhohenga whakauru i waenga i nga hiko e rua, me te tauwehenga kaha o nga hiko kaihautu e rua kia mau tonu te uara taurite kia pai ai te mahi mai i te pākahiko.

In Pūhiko lithium-ion, ko te toenga kaha e whakaatuhia ana ko te tauwehenga papatipu o te hiko pai ki te hiko kino, ara: γ = m+/m- = ΔxC-/ΔyC+

I roto i te whārite o runga ake nei, e tohu ana a C ki te kaha coulombic ariā o te electrode, a ko te Δx me te Δy e tohu ana ki te tau stoichiometric o nga katote lithium kua mau ki roto i nga hiko kino me te pai. Mai i te whārite i runga ake nei, ka kitea ko te ōwehenga papatipu e hiahiatia ana o nga hiko e rua ka whakawhirinaki ki nga kaha coulombic o nga hiko e rua me o raatau tau o nga katote lithium hurihuri.

I te nuinga o te waa, he iti ake nga owehenga papatipu ka arahi ki te kore e oti te whakamahi i te rauemi anode; ka nui ake pea te nui o te papatipu morearea na te nui o te utu o te anode. I roto i te poto, ko te pai o te mahi pākahiko i te ōwehenga papatipu papaitia.

Mo te punaha pākahiko Li-ion pai, kaore e rereke te toenga o te ihirangi i roto i tana huringa paihikara me te kaha tuatahi he uara i ia huringa, heoi, he uaua ake te ahuatanga. Ko nga tauhohenga taha ka whakaputa, ka pau ranei nga katote lithium me nga irahiko ka taea te whakarereke i te toenga kaha o te pākahiko, a ka huri te toenga kaha o te pākahiko, ka kore e taea te huri, ka taea te whakaemi i roto i nga huringa maha, me te tino taumaha. ka pa ki te mahi o te pākahiko. I roto i nga papahiko lithium-ion, i tua atu i te tauhohenga redox e puta ana i te wa e whakakorehia ana nga katote lithium, he nui te maha o nga tauhohenga taha, penei i te whakakorenga electrolyte, te whakakorenga o te matū kaha, te whakahekenga whakarewa lithium, me etahi atu.

01. Te utu nui

1.Graphite anode overcharge tauhohenga:

Ka nui te utu o te pākahiko, ka ngawari te whakaheke i nga katote lithium ka waiho ki te mata o te anode:

Li++e-=li(ng)

Ko te lithium kua oti te whakanoho ki runga i te mata o te hiko kino, ka aukati i te whakauru o te lithium. Ma tenei ka iti ake te pai o te tuku me te ngaro o te kaha na te mea:

① Whakahekea te nui o te lithium tukurua.

② Ka tauhohe te whakarewa lithium ki te whakarewa, ki te tautoko hiko ranei hei hanga Li2CO3, LiF me etahi atu hua.

③ Ko te whakarewa lithium i te nuinga o te wa ka hangaia i waenga i te electrode kino me te diaphragm, ka aukati i nga pores o te diaphragm me te whakanui ake i te aukati o roto o te pākahiko;

④ Mai i te mea he tino kaha te lithium, ka taea te whakamahi hei electrolyte.

Na te ahua kaha o te lithium, he ngawari te urupare ki te electrolyte me te pau i te electrolyte. Ma tenei ka iti ake te pai o te tuku me te ngaro o te kaha.

Ko te utu tere, te nui o te kiato o naianei, te polarization nui o te electrode kino, ka tino kitea te tuunga lithium. Ka puta tenei ki te nui o nga hiko hiko pai ki nga mahi hiko kino. Heoi, i roto i te take o te utu utu nui, ahakoa he mea noa te tauwehenga o nga hiko hiko pai me te kino, ka puta ano te waipara o te whakarewa lithium.

2. Te tauhohenga utu nui o te hiko hiko

Ina he iti rawa te ōwehenga o nga mea hiko hiko pai ki nga mea hiko hiko kino, tera pea ka puta te utu hiko pai.

Ko te ngaronga o te kaha i puta mai i te utu nui o te anode ko te nuinga na te whakatipuranga o nga matū hiko hiko (pēnei i te Co3O4, Mn2O3, me etahi atu), e whakangaro ana i te toenga kaha i waenga i nga hiko, a, ka kore e taea te ngaro te kaha.

(1)LiyCoO2

LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4+O2(g)]+yLiCoO2 y<0.4

I taua wa ko te hāora i puta mai i te pirau o te rauemi cathode i roto i te pākahiko lithium-ion kua hiri ka kore e taea te whakaaro na te kore o te tauhohenga whakakotahitanga (hei tauira, te whakatipuranga o te H2O) ka whakaemi i te wa ano me nga hau mura ahi ka puta. na te pirau o te electrolyte.

(2)λ-MnO2

Ko te tauhohenga Lithium-manganese ka puta i te ahua o te whakakorenga katoa o te lithium-manganese oxide: λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

3.Electrolyte oxidation tauhohenga i roto i te overcharge

I te teitei ake o te pehanga i te 4.5V, ka oxidize te electrolyte me te whakaputa i nga mea koretake (penei i te Li2Co3) me te hau, ka aukatihia enei mea korekore i roto i te microporous o te electrode i roto ki te aukati i te heke o nga katote lithium, ka mate kaha i roto i te tukanga pahikara.

Nga mea e pa ana ki te tere o te waikura:

Te horahanga mata o te rauemi anode
Kohikohi rauemi
Ko te kaihoko kawe (carbon black, etc.)

Nga momo me te mata o te waro pango

I roto i nga electrolytes e whakamahia nuitia ana i enei ra, e kiia ana ko te EC/DMC te tino parenga o te waiora. Ko te hātepe hāora matū hiko o tētahi otinga ka kīia e whai ake nei: otinga → hua hāora (hau, wairewa me te matū totoka) + ne-

Ko te waiora o tetahi whakarewa ka nui ake te kukū o te electrolyte, ka heke te pumau o te electrolyte, ka mutu ka pa ki te kaha o te pākahiko. Ki te whakaaro ka pau tetahi wahi iti o te electrolyte ia wa ka utuhia, ka nui ake te electrolyte i te wa e huihui ana te pākahiko. Mo te ipu tonu, ko te tikanga he iti ake te utaina o nga rawa hohe, ka heke te kaha tuatahi. I tua atu, mena ka puta nga hua totoka, ka puta he kiriata passivation ki runga i te mata hiko, ka piki ake te polarization o te pūtau me te whakaheke i te ngaohiko whakaputa o te pūtau.

02. Te pirau hiko

Ko te electrolyte kei roto ko te electrolyte, te whakarewa me nga taapiri, ko te ahua o enei ka pa ki te oranga o te pākahiko, te kaha motuhake, te whakarea te utu me te tuku mahi me te mahi haumaru. Ko te pirau o te electrolyte me te whakarewa i roto i te electrolyte ka ngaro te kaha o te pākahiko. I roto i te utu tuatahi, te whakarewa me etahi atu matū i runga i te mata o te hiko kino ki te whakaputa i te kiriata SEI ka puta he mate korekore o te kaha, engari koinei te ahuatanga e kore e taea te karo.

Mēnā he poke pērā i te wai, te hauwai pūkōwhai rānei kei roto i te electrolyte, ka pirau te LiPF6 i te pāmahana teitei ake, a ka tauhohe nga hua i hangaia ki te rauemi cathode, ka mate te kaha o te pākahiko. I te wa ano, ka tauhohe ano etahi o nga hua ki te whakarewa, ka pa ki te pumau o te kiriata SEI i runga i te mata anode, ka kino te mahi o nga pākahiko lithium-ion. I tua atu, ki te kore e rite nga hua o te whakaheke i te electrolyte ki te electrolyte, ka aukatihia e ratou nga pores anode i te wa o te tukanga heke, ka arahina ki te whakahekenga o te kaha o te pākahiko.

03. Te tuku-whaiaro

Ko nga pākahiko Lithium-ion i te nuinga o te waa, ka puta nga ahuatanga ngaro o te kaha, ka kiia tenei tukanga ko te tuku-whaiaro, ka wehea ki te ngaro o te kaha ka taea te whakahoki me te ngaro o te kaha kore. Ko te tere o te wairewa whakarewa he paanga tika ki te tere o te tuku-whaiaro, a ko nga rauemi hohe pai me te kino ka tauhohe ki te solute i te wa o te utu, ka arahi ki te heke katote lithium ki te whakaoti i te koretake o te kaha me te whakahekenga korekore, na reira ka taea te kite ko te whakahekenga o te mata o te rauemi kaha ka taea te whakaheke i te tere o te ngaro o te kaha me te pirau o te whakarewa ka pa ki te ora rokiroki pākahiko. I tua atu, ka taea ano e te rerenga o te diaphragm te ngaro o te kaha, engari he iti tenei tupono. Ko te tuku-whaiaro, mena ka roa, ka arai atu ki te tuunga whakarewa lithium me te arahi atu ki nga huringa attenuation i te kaha o nga hiko pai me te kino.

04. Te Hiko Hukarere

I te wa o te utu, ko nga mea kaha o te hiko hiko o te pākahiko karekau i te pumau, ka arahi ki tana tauhohenga me te electrolyte ka pa ki te kaha o te pākahiko. I roto i a raatau, ko nga hapa o te hanganga o te rauemi cathode, te kaha o te utu, me te ihirangi pango waro nga take matua e pa ana ki te kaha o te pākahiko.

Ahakoa ko te raruraru o te paheketanga o te kaha o te pākahiko lithium-ion kaore ano kia tino whakatauhia, e whakaponohia ana i nga wa e heke mai nei, me te ahunga whakamua o te aoiao me te hangarau me te whakawhanaketanga o nga hangarau puhiko ka puta ake, ka whakatauhia tenei raru. Ma tenei ka whakatairanga i te whakawhanaketanga o nga waka hiko, nga taputapu waea me etahi atu ahumahi ki te whakatutuki i te hangarau rokiroki kaha mo te wa roa me te pono.

MATAUPU pā