Análisis de batería de litio

batería de iones de litio ideal, excepto iones de litio entre el electrodo positivo y negativo incrustado y fuera, no se producen otras reacciones secundarias, y no aparece el consumo irreversible de iones de litio. La batería de iones de litio real tiene reacciones secundarias todo el tiempo. También hay consumos irreversibles, como descomposición de electrolitos, disolución de material activo, deposición de metal litio, pero el grado varía. El sistema de batería real, cualquier reacción secundaria que pueda producir o consumir iones o electrones de litio en cada ciclo,

Puede provocar cambios en el equilibrio de la capacidad de la batería. Una vez que se cambia el equilibrio de capacidad de la batería, el cambio es irreversible y se puede acumular a través de múltiples ciclos, lo que tiene un impacto grave en el rendimiento de la batería.

La disolución de Mn en espinela LiMn2O4 es la razón principal de la atenuación reversible de la capacidad de LiMn2O4. Generalmente, hay dos explicaciones para el mecanismo de disolución del Mn: el mecanismo REDOX y el mecanismo de intercambio iónico. El mecanismo REDOX se refiere a la alta concentración de Mn3 + al final de la descarga, y el Mn + en la superficie de LiMn2O4 sufrirá una reacción de dismutación: 2Mn3 + (sólido) Mn4 + (sólido) + Mn2 + (líquido) la reacción de dismutación produce los iones de manganeso divalentes disueltos en el electrolito. El mecanismo de intercambio de iones se refiere al intercambio de Li + y H + en la superficie de la espinela para formar HMn2O4 sin actividad electroquímica.

Xia, etc. La investigación ha demostrado que la pérdida de capacidad causada por la disolución del manganeso representó la proporción de la pérdida de capacidad total de la batería con el aumento de la temperatura (en un 23% de la temperatura ambiente aumenta a 55 ℃, 34%).

El cambio de fase del material positivo.

[15] Hay dos tipos de transiciones de fase en las baterías de iones de litio:

Una es la transición de fase del material del electrodo cuando normalmente se libera el ion litio. La otra es la transición de fase del material del electrodo durante la sobrecarga o sobredescarga.

Para el primer tipo de transición de fase, generalmente se cree que la reacción de desvinculación normal de los iones de litio siempre va acompañada del cambio del volumen molar de la estructura huésped y, al mismo tiempo, se genera tensión en el material, lo que conduce al cambio de la celosía del anfitrión. Estos cambios reducen el contacto electroquímico entre partículas y entre partículas y electrodos.

El segundo tipo de transición de fase es el efecto jahn-teller. El efecto Jahn-teller significa que la expansión y contracción de la estructura son causadas por la inserción y desprendimiento repetidos de iones de litio, y el octaedro de oxígeno se desvía de la simetría esférica y se convierte en una configuración de octaedro deformado. La transformación irreversible de la estructura de la espinela provocada por el efecto jahn-teller es también una de las principales razones de la atenuación de la capacidad de LiMn2O4. En la descarga profunda, la valencia media del Mn fue inferior a 3,5v, y la estructura de la espinela cambió de fase cúbica a fase tetragonal. La fase tetraédrica se caracteriza por una baja simetría y un fuerte desorden, lo que reduce el grado de reversibilidad de los iones de litio y se manifiesta como la atenuación de la capacidad reversible de los materiales del ánodo.

Pero la reducción de electrolitos

[15] el electrolito comúnmente utilizado en las baterías de iones de litio consiste principalmente en varios carbonatos orgánicos

(por ejemplo, PC, EC, DMC, DEC, etc.) así como sales de litio (por ejemplo, LiPF6, LiClO4, LiAsF6, etc.)

De electrolitos. Bajo la condición de carga, el electrolito es inestable al electrodo de carbono, por lo que se producirá la reacción de reducción. La reducción de electrolitos consume electrolitos y solventes, y tiene un impacto negativo en la capacidad de la batería y su ciclo de vida. El gas resultante aumentará la presión interna de la batería y representará una amenaza para la seguridad del sistema.

De la cantidad de pérdida causada por la carga

[15] deposición de ánodo de litio:

La sobrecarga ocurre cuando los iones de litio se depositan en la superficie del material activo negativo. Deposición de iones de litio por un lado

Por otro lado, el metal de litio depositado puede reaccionar fácilmente con el disolvente o las moléculas de sal en el electrolito.

La formación de Li2CO3, LiF u otras sustancias puede bloquear el orificio del electrodo, lo que eventualmente conduce a la pérdida de capacidad y la pérdida de vidas.

Oxidación de electrolitos:

El electrolito que se usa comúnmente en las baterías de iones de litio es fácil de descomponer en productos insolubles como Li2CO3 cuando se sobrecarga, lo que bloquea el orificio del poste y produce gas, lo que también conducirá a la pérdida de capacidad y a posibles peligros para la seguridad.

Defecto positivo de oxígeno: LiMn2O4 positivo de alto voltaje

Existe una tendencia a perder oxígeno en el aire, lo que conduce a defectos de oxígeno y por lo tanto a una pérdida de capacidad.

5] autodescarga

La pérdida de capacidad causada por la autodescarga de la batería de iones de litio es en su mayoría reversible, solo una pequeña parte es irreversible. Porque no es

Las principales causas de la autodescarga reversible son: pérdida de iones de litio (formación de sustancias insolubles como Li2CO3); Tapón de producto de oxígeno electrolítico

Enchufe el micro orificio del electrodo, lo que aumenta la resistencia interna

Generalmente, se considera que el voltaje sin carga de la batería de litio se agota cuando está por debajo de 3.0v (el valor específico depende del valor de umbral de la placa de protección de la batería, por ejemplo, tan bajo como 2.8v o 3.2v). La mayoría de las baterías de litio no pueden descargar el voltaje sin carga por debajo de 3.2v, o una descarga excesiva dañará la batería (generalmente, las baterías de litio en el mercado se usan básicamente con una placa protectora, por lo que una descarga excesiva conducirá a que la placa de protección no pueda detectar la batería, por lo que no puede cargar la batería).

4.2 V es el límite más alto del voltaje de la batería, generalmente se cree que el voltaje sin carga de las baterías de iones de litio cargadas a 4.2 V se considera electricidad, el proceso de carga de la batería, el voltaje de la batería aumenta gradualmente en 3.7 V a 4.2 V, las baterías de litio no pueden tener un voltaje sin carga superior a 4.2 V, de lo contrario dañará la batería, este es el lugar donde las baterías especiales de iones de litio, en general, la batería de iones de litio 18650 tiene las siguientes ventajas.

1. Amplia gama de usos

Computadora portátil, walkie-talkie, DVD portátil, instrumentos y medidores, equipos de audio, modelos de aviones, juguetes, cámaras, cámaras digitales y otros equipos electrónicos.

2, serie

El paquete de baterías de litio 18650 se puede combinar en serie o en paralelo.

3. Baja resistencia interna

La resistencia interna de las baterías de polímero es menor que la de las baterías líquidas, la resistencia interna de las baterías de polímero puede llegar incluso por debajo de 35 m Ω, reduce en gran medida el consumo de energía de la batería, extiende el tiempo de espera del teléfono móvil, puede alcanzar el nivel internacional. Este tipo de batería de polímero de litio que admite una gran corriente de descarga es la elección ideal de modelo de control remoto y se convierte en la alternativa más prometedora a la batería ni-mh.

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