Análisis en profundidad de la causa del gas de las baterías de iones de litio

baterías de iones de litio debido a la alta vida útil, la alta capacidad se usa ampliamente, pero con una mayor duración de uso, la existencia de inflado, el rendimiento de seguridad no es ideal y el problema de velocidad de atenuación del bucle es cada vez más grave, causó el análisis de profundidad e inhibió la electricidad de litio. industria. De acuerdo con la experiencia de investigación y desarrollo experimental, el autor considerará que las razones del aumento de volumen de la batería de litio se dividen en dos categorías, una es el grosor del cambio de globo de la pieza del polo de la batería; El segundo se debe a la formación de globos de gas de descomposición por oxidación en fusión por electrólisis. En diferentes sistemas de celdas, los factores dominantes de diferentes espesores cambian las baterías, como el sistema de cátodo de la batería de titanato de litio, los factores principales de las timpanitas es el tambor de gas; En el sistema de ánodo de grafito, el espesor de la hoja y el gas para inflar juegan un papel en la batería.

Un cambio, el grosor de la placa del electrodo.

En el proceso de la batería de litio, el grosor del grosor de la placa del electrodo cambiará, especialmente el ánodo de grafito. Según los datos existentes, la batería de litio después del almacenamiento y la circulación a alta temperatura, son propensas a hincharse, el grosor de la tasa de crecimiento de aproximadamente 6% ~ 20%, la tasa positiva de solo 4%, la tasa de inflación del cátodo por encima del 20%. El grosor de la placa de la batería de litio causado por una causa raíz de globo más grande está influenciado por la naturaleza del grafito, el grafito cuando la formación de cátodos de li intercalado LiCx (LiC24, LiC12 y LiC6, etc.), los cambios de espaciado de celosía, conducen a la formación de micro estrés, la expansión del cátodo. A continuación se muestra la placa del ánodo de grafito en su lugar, en el proceso de cambio de estructura de carga y descarga.

La expansión del ánodo de grafito se debe principalmente a una expansión irreversible después del litio incrustado. Esta parte de la expansión del tamaño principal y de partícula, el agente adhesivo y la estructura de la pieza polar. La deformación del devanado del núcleo provocó la expansión del cátodo para hacer que se formara un orificio entre el electrodo y el diafragma, las partículas del cátodo forman microgrietas, la película de interfaz de electrolito sólido de fase (SEI) se rompe y reestructura, el consumo del electrolito, mejora el rendimiento de el ciclo. Hay muchos factores que pueden influir en el espesamiento de la placa del cátodo de la naturaleza del agente de unión y los parámetros de estructura de la hoja son los dos más importantes.

El adhesivo utilizado en el ánodo de grafito es SBR y diferentes módulos elásticos adhesivos, la resistencia mecánica es diferente, tiene diferentes efectos sobre el grosor de la hoja. Recubrimiento de la placa después de la finalización de la fuerza de rodadura y la pieza de polo negativo del grosor de la batería. Bajo la misma tensión, módulo de elasticidad adhesivo, cuanto mayor es la pieza polar, menor es la colocación física; Al cargar, como resultado de Li + incorporado, expansión de celosía de grafito; Al mismo tiempo, debido a las partículas del cátodo y la deformación de SBR y la tensión interna liberada por completo, la tasa de inflación del cátodo aumenta bruscamente, SBR en la etapa de deformación plástica. Esta parte de la tasa de inflación está asociada con el módulo elástico y la resistencia a la fractura del SBR, lo que hace que cuanto mayor sea el módulo elástico y la resistencia a la fractura del SBR, la expansión irreversible es menor.

Cuando no coincide con la cantidad de SBR, la presión de rodadura de la pieza polar es diferente, la presión diferente hace que la tensión residual producida por la pieza polar haya una cierta diferencia, cuanto mayor es la presión, mayor es la tensión residual, lo que conduce a una expansión física en estantería temprana, estado de carga completa y tasa de expansión del estado de electricidad vacía; El contenido de SBR es menor, cuanto menor es la presión sobre el rodillo cuando, en estado físico temprano, estado de carga completa y menor es la tasa de inflación de los estados de electricidad vacía; El cátodo es la deformación del devanado del núcleo, el grado de velocidad de difusión negativa intercalada-li y Li +, y un grave impacto en el rendimiento del ciclo celular.

En segundo lugar, la batería causada por el globo de gas.

El gas interno de la batería es otra causa importante de que la batería se abulte, ya sea que la batería esté en un ciclo de temperatura normal, ciclo de alta temperatura, alta temperatura aparte, producirá diferentes grados de hinchazón y gas. De acuerdo con la investigación, los resultados muestran que las baterías causan que el gas de sentina sea la naturaleza de la descomposición del electrolito.

Hay dos tipos de circunstancias, la descomposición del electrolito es una impureza del electrolito, como el contenido de humedad y la descomposición del electrolito del gas de impureza metálica, la otra es la ventana electroquímica del electrolito es demasiado baja, lo que provoca la descomposición en el proceso de carga, el electrolito de EC, DEC, como el solvente después de la electrónica, todos pueden producir radicales libres, reacción de radicales libres inmediatamente después de hidrocarburos de bajo punto de ebullición, ésteres, éteres y CO2, etc.

Paquete de baterías de litio después de completar la carga, el avance en el proceso producirá una pequeña cantidad de gas, el gas es inevitable, también es la pérdida de capacidad irreversible de las llamadas baterías de origen. En el proceso de carga y descarga por primera vez, después de electrónica por el circuito externo al cátodo y electrolito REDOX reacción en la superficie del cátodo, el gas generado. En este proceso, la formación de SEI de la superficie del cátodo de grafito, con el aumento del espesor del SEI, la electrónica no puede penetrar inhibe la descomposición oxidativa continua del electrolito.

En el proceso de batería, la producción de gas interno aumentará gradualmente, las razones o porque existe en el electrolito causado por impurezas o exceso de humedad dentro de la batería. Existen impurezas de electrolitos que deben descartarse seriamente, el control de la humedad es laxo podría ser en sí mismo, la encapsulación de la batería es laxa para introducir agua, el ángulo del electrolito causó daños, la otra sobrecarga de la batería había abusado, el cortocircuito interno, también podría acelerar la velocidad del gas de la celda, causando la falla de la batería.

En diferentes niveles en diferentes sistemas, la producción de baterías aumenta. En el sistema de ánodo de grafito de la batería, la razón del globo de gas principalmente dentro de la formación de la película SEI, las baterías, como se mencionó anteriormente, el agua excede la oferta, y el proceso, empaquetado, etc. deficiente en anormal, y en el sistema de ánodo, el gas de sentina de la batería de titanato de litio es más serio que el sistema de batería de grafito / deslizante, además de las impurezas del electrolito, la humedad y la tecnología, otro es diferente del cátodo de grafito para el titanato de litio no puede gustar el sistema de ánodo de grafito de la batería, forma la película SEI en la superficie, suprime su reacción con el electrólito.

El electrolito en el proceso de carga y descarga siempre está en contacto directo con la superficie de Li4Ti5O12, lo que resulta en una reducción eléctrica continua en la descomposición de la superficie del material Li4Ti5O12, esta puede ser la causa principal del gas de sentina de la batería Li4Ti5O12. El gas es un componente principal de H2, CO, CO2 , CH4, C2H6, C2H4, C3H8, etc.

Cuando se empapa en electrolito de titanato de litio por separado, solo se genera CO2, con la preparación del material deslizante en una batería, un gas que incluye H2, CO2, CO y una pequeña cantidad de hidrocarburos gaseosos, y hace una batería, solo cuando la circulación se carga y descarga , Se produce H2, al mismo tiempo produce gas, contenido de H2 superior al 50%. Esto sugiere que el proceso de carga y descarga producirá gas H2 y CO.

LiPF6 en el balance de electrolitos que fueron los siguientes:

El PF5 es un tipo de ácido fuerte, fácil de provocar la descomposición del carbonato de ésteres, y la cantidad de PF5 aumenta con el aumento de temperatura. El PF5 ayuda a la descomposición de electrolitos, CO2, CO y CxHy gaseoso. Según el estudio de la producción de H2 a partir de trazas de agua en el electrolito, pero el nivel general de contenido de agua en el electrolito es de aproximadamente 20 x 10-6, la contribución al rendimiento de H2 es muy baja. Universidad de Shanghai Jiaotong berenikeullmann uso experimental de grafito / NCM111 hacer baterías, la conclusión es que la fuente de H2 es la descomposición de carbonato bajo alto voltaje.

La solución de gas de sentina de la batería de titanato de litio de supresión de corriente tiene principalmente tres, primero, el procesamiento y modificación de los materiales del ánodo LTO, incluidos los métodos de preparación mejorados y la modificación de la superficie, etc .; En segundo lugar, el ánodo de desarrollo y LTO que coincida con el electrolito, incluidos los aditivos, el sistema disolvente; En tercer lugar, mejore la tecnología de la batería.

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