Análisis del ciclo de vida de la batería de iones de litio.

La batería con el uso, la sensación no es duradera, la capacidad no es mucha, estas son la encarnación del ciclo de vida en constante atenuación.

El ciclo de vida de la atenuación, en realidad, es la capacidad utilizable real actual de la batería, en relación con su capacidad nominal de la fábrica, de un cambio en la tendencia a la baja.

Para las baterías ideales de iones de litio, dentro de su ciclo el balance de capacidad no cambiará, la capacidad inicial en cada bucle debe ser de un valor determinado, pero en realidad era mucho más complicado.Cualquier evento adverso que pudiera producir o consumir iones de litio puede llevar a El equilibrio de la capacidad de la batería cambia, una vez que cambia el equilibrio de la capacidad de la batería, este cambio es irreversible y puede acumularse a lo largo del ciclo de muchas veces, lo que tiene un impacto grave en el rendimiento del ciclo celular.

Los factores que afectan la vida útil del ciclo de la batería de iones de litio tienen muchos, pero sus causas fundamentales inherentes, o participar en la transferencia de energía para disminuir la cantidad de iones de litio. no se reduce, pero la "activación" de iones de litio menos, que están encarcelados o en cualquier otro lugar en las actividades del canal se bloquea, la participación de la carga no de libre circulación y el proceso de descarga.

Entonces, solo para aclarar, estos deberían haber estado involucrados en la reacción REDOX de iones de litio, donde, puede aclarar el mecanismo de las caídas de capacidad, también se puede apuntar a tomar medidas para ralentizar la capacidad de la batería de litio de la tendencia descendente, ascensión. batería de litio el ciclo de vida.

1. La deposición de litio metálico

A través del análisis de la parte frontal, sabemos que no debe haber batería de iones de litio, en forma de litio metálico o de óxido metálico de litio, se forman compuestos de carbono, ya sea en forma de iones.

La deposición de litio metálico, generalmente ocurrió en la superficie del cátodo.Debido a ciertas razones, los iones de litio migraron a la superficie del cátodo, parte del ión de litio no está en el material activo del cátodo para formar compuestos estables, sino después de ganar el depósito electrónico. en la superficie del cátodo se convierten en litio metálico, y ya no participan en el ciclo posterior, lo que resulta en una disminución de la capacidad.

Este tipo de situación, en términos generales, hay varias razones: carga más que el voltaje de corte; relación de carga grande; materiales de ánodo Cuando se carga o hay materiales de ánodo insuficientes, el cátodo no puede acomodar el positivo migrado de iones de litio, causa deposición de litio metálico Gran relación de carga, debido a que la cantidad de iones de litio en un corto período de tiempo para llegar a negativo es excesiva, causa congestión y depósito.

La deposición de litio metálico, no solo provocará la pérdida del ciclo de vida, grave cuando aún puede provocar a través del cortocircuito, provocará graves problemas de seguridad.

Para resolver este problema, necesitamos una proporción razonable de materiales de ánodo que se limitan estrictamente a la condición de uso de las baterías de iones de litio al mismo tiempo, evite el uso excesivo del límite. Comenzar con el rendimiento de la relación, por supuesto, también puede ser parcial para mejorar la vida útil del ciclo.

2. El material del ánodo

Como material de ánodo de óxido de metal de litio, aunque tiene suficiente estabilidad, pero en el proceso de uso a largo plazo, aún continúa descomponiéndose, produce algunas sustancias inertes electroquímicas (como Co3O4, Mn2O3, etc.) y algunos gases combustibles, destruyen el Equilibrio de capacidad entre el electrodo y la pérdida de capacidad irreversible.

Esta situación es particularmente en el caso de la carga, a veces incluso se produce una descomposición intensa y la liberación de gas, no solo influye en la capacidad de la batería, sino que también puede causar un grave riesgo de seguridad.

Además de limitar estrictamente el voltaje de corte de carga de la batería, la estabilidad química y la estabilidad térmica del material del ánodo, también es una forma factible de reducir la velocidad de caída del ciclo de vida.

3. La película SEI en la superficie del electrodo

Dicho antes, frente a los materiales de carbono como ánodo de la batería de iones de litio, en el proceso de bucle primario, el electrolito formará una capa sólida de electrolito en la superficie de la película del electrodo (SEI), los diferentes materiales del ánodo tienen algunas diferencias, pero la composición de la película SEI se compone principalmente de carbonato de litio, alquil litio, hidróxido de litio, etc., por supuesto, hay productos de descomposición de sal, hay algunos polímeros, etc.

El proceso de formación de película SEI de las baterías de iones de litio, y SEI no es estable, se romperá constantemente en el proceso de circulación, se descubrirá una nueva reacción de superficie de carbono con electrolito para formar una nueva película SEI, continuará causando la pérdida continua de iones de litio y electrolitos, lo que resulta en una disminución en la capacidad de la batería. SEI tiene cierto grosor, aunque el ión de litio puede penetrar, pero la parte de SEI causará el bloqueo del canal de difusión de la superficie del cátodo, la propagación de los materiales del ánodo para el ion de litio en esto también causa disminución de la capacidad.

4. La influencia del electrolito

En el proceso de ciclo continuo, debido a la estabilidad química y la estabilidad térmica de la limitación del electrolito, continuará descomponiéndose y la volatilización, acumulada durante mucho tiempo, provoca una disminución en la cantidad de electrolito, los materiales del ánodo no se infiltran por completo, se cargan y la reacción de descarga es incompleta, causa la pérdida de la capacidad de uso real.

Electrolito que contiene sustancias de hidrógeno activo e impurezas de hierro, sodio, aluminio, níquel y otros iones metálicos.Debido a que las impurezas potenciales de oxidación generalmente son más bajas que el potencial positivo de la batería de iones de litio, fácil en la oxidación de la superficie del ánodo, óxido en la reducción del cátodo nuevamente, El consumo es el material activo del cátodo incesantemente, causa la autodescarga, es decir, cambia la descarga de la batería bajo la condición de uso anormal.La vida útil de la batería es ciclos de carga-descarga, las impurezas en el electrolito afectan directamente el ciclo celular.

El electrolito también contiene una cierta cantidad de agua, el agua reaccionará con el electrolito LiFP6, la producción de LiF y HF, HF, a su vez, y la destrucción de SEI, generarán más LiF, provocarán la deposición de LiF, actividad de consumo constante de iones de litio, provocando el deterioro del ciclo de vida de la batería.

Mediante el análisis anterior, se puede ver que el electrolito para la vida útil del ciclo de la batería de iones de litio tiene una influencia muy importante, al elegir el electrolito adecuado, podrá mejorar significativamente la vida útil del ciclo de la batería.

5. La membrana de aislamiento está bloqueada o dañada.

¿El papel de la membrana de aislamiento es el cátodo de la batería separado para evitar cortocircuitos? En el proceso del ciclo de la batería de iones de litio, la falla de secado de la membrana de aislamiento es una de las razones importantes de la recesión temprana del rendimiento de la batería. Esto se debe principalmente a la membrana de aislamiento. sí mismo, la estabilidad electroquímica y las propiedades mecánicas, así como el electrolito a la membrana de aislamiento de invasivo causado por la variación en el proceso de recarga.Debido al aislamiento de la membrana se seca, la resistencia interna de la batería aumenta, conduce a la carga y descarga El bloqueo del canal, la carga y la descarga son incompletas, la capacidad de la batería no puede responder al estado inicial, reduce en gran medida la capacidad y la vida útil de la batería.

6. Los materiales de los ánodos se caen

Es el material activo del cátodo, es a través del adhesivo y se fija en la base de lo anterior, en el proceso de uso a largo plazo, debido a la falla del adhesivo y la batería por vibración mecánica, es la pérdida de material activo del cátodo, hacia el electrolito solución, puede llevar a participar en la reacción electroquímica del material activo contrayendo el ciclo de vida decreciente de la batería.

La estabilidad a largo plazo del aglutinante y el buen rendimiento mecánico de la batería podrán retrasar la velocidad de disminución del ciclo de vida de la batería.

7. Factor de uso externo

Las baterías de iones de litio tienen condiciones y alcance de uso razonables, como carga y descarga por voltaje, tasa de carga y descarga, rango de temperatura de funcionamiento, rango de temperatura de almacenamiento, etc. Pero en el uso real, más allá del rango permitido, el abuso es generalizado, el uso irrazonable de durante mucho tiempo, puede conducir a una reacción química irreversible en el interior, el mecanismo de daño celular, acelerar el envejecimiento celular, causar un ciclo de vida de declive rápido, grave cuando, aún puede causar accidentes.

La página contiene el contenido de la traducción automática.