Minkštos pakuotės ličio jonų akumuliatorių išsipūtimo priežasčių santrauka

Minkštos pakuotės ličio jonų akumuliatorių išsipūtimo priežasčių santrauka

Yra daug priežasčių, kodėl minkštos pakuotės ličio jonų baterijos išsipučia. Remdamasis eksperimentinių tyrimų ir plėtros patirtimi, autorius ličio baterijų išsipūtimo priežastis skirsto į tris kategorijas: pirma, storio padidėjimas, atsirandantis dėl baterijos elektrodo išsiplėtimo važiuojant dviračiu; Antrasis yra patinimas, atsirandantis dėl elektrolito oksidacijos ir skilimo, kad susidarytų dujos. Trečia – išsipūtimas, atsirandantis dėl proceso defektų, tokių kaip drėgmė ir pažeisti kampai dėl laisvos baterijos pakuotės. Skirtingose ​​akumuliatorių sistemose dominuojantis akumuliatoriaus storio pokyčių veiksnys yra skirtingas. Pavyzdžiui, ličio titanato neigiamų elektrodų sistemose pagrindinis išsipūtimo veiksnys yra dujų būgnas; Grafito neigiamų elektrodų sistemoje ir elektrodo plokštės storis, ir dujų susidarymas skatina akumuliatoriaus išsipūtimą.

1、 Elektrodo plokštės storio pasikeitimas

Diskusija apie veiksnius ir mechanizmus, įtakojančius grafito neigiamo elektrodo plėtimąsi

Ląstelių storio padidėjimas ličio jonų akumuliatorių įkrovimo proceso metu daugiausia susijęs su neigiamo elektrodo išsiplėtimu. Teigiamojo elektrodo plėtimosi greitis yra tik 2-4%, o neigiamas elektrodas paprastai yra sudarytas iš grafito, klijų ir laidžios anglies. Pačios grafito medžiagos plėtimosi greitis siekia ~10%, o pagrindiniai grafito neigiamo elektrodo plėtimosi greičio kitimo veiksniai yra: SEI plėvelės susidarymas, krūvio būsena (SOC), proceso parametrai ir kiti įtakojantys veiksniai.

(1) Pirmojo ličio jonų baterijų, sudarytų iš SEI plėvelės, įkrovimo ir iškrovimo proceso metu elektrolitas patiria redukcijos reakciją grafito dalelių kietojo ir skysčio sąsajoje, sudarydamas pasyvavimo sluoksnį (SEI plėvelę), dengiantį elektrodo paviršių. medžiaga. SEI plėvelės susidarymas žymiai padidina anodo storį, o dėl SEI plėvelės susidarymo ląstelės storis padidėja apie 4%. Ilgalaikio ciklo proceso požiūriu, priklausomai nuo skirtingo grafito fizinės struktūros ir specifinio paviršiaus ploto, ciklo procesas sukels SEI ištirpimą ir dinamišką naujos SEI gamybos procesą, pvz., dribsnių grafito, turinčio didesnį plėtimąsi. greičiu nei sferinis grafitas.

(2) Įkrauto akumuliatoriaus elemento ciklo proceso metu grafito anodo tūrio padidėjimas rodo gerą periodinį funkcinį ryšį su akumuliatoriaus elemento SOC. Tai reiškia, kad ličio jonams ir toliau įsiterpus į grafitą (padidėjus akumuliatoriaus elemento SOC), tūris palaipsniui plečiasi. Ličio jonams atsiskiriant nuo grafito anodo, akumuliatoriaus elemento SOC palaipsniui mažėja, o atitinkamas grafito anodo tūris palaipsniui mažėja.

(3) Proceso parametrų požiūriu tankinimo tankis turi didelę įtaką grafito anodui. Šalto elektrodo presavimo proceso metu grafito anodo plėvelės sluoksnyje susidaro didelis gniuždymo įtempis, kurį sunku visiškai atsikratyti vėlesnio kepimo aukštoje temperatūroje ir kituose elektrodo procesuose. Kai akumuliatoriaus elementas cikliškai įkraunamas ir iškraunamas, dėl bendro kelių veiksnių, tokių kaip ličio jonų įterpimas ir atsiskyrimas, elektrolito patinimas ant klijų, poveikio ciklo proceso metu membranos įtempimas atsipalaiduoja, o plėtimosi greitis didėja. Kita vertus, tankinimo tankis lemia anodo plėvelės sluoksnio porų talpą. Plėvelės sluoksnio porų talpa yra didelė, todėl ji gali efektyviai sugerti elektrodo išsiplėtimo tūrį. Porų talpa yra maža, o kai elektrodas išsiplečia, nėra pakankamai vietos, kad sugertų išsiplėtimo sukuriamą tūrį. Šiuo metu plėtimasis gali plėstis tik į plėvelės sluoksnio išorę, pasireiškiančią anodo plėvelės tūrio padidėjimu.

(4) Kiti veiksniai, tokie kaip klijų sukibimo stiprumas (klijai, grafito dalelės, laidžioji anglis ir kolektoriaus bei skysčio sąsajos sukibimo stiprumas), iškrovos greitis, klijų ir elektrolito brinkimas. , grafito dalelių forma ir tankis bei elektrodo tūrio padidėjimas dėl klijų gedimo ciklo metu turi tam tikrą poveikis anodo išsiplėtimui.

Išsiplėtimo greičio apskaičiavimas:

Norėdami apskaičiuoti plėtimosi greitį, naudokite anime metodą anodo plokštės dydžiui išmatuoti X ir Y kryptimis, naudokite mikrometrą storiui Z kryptimi išmatuoti ir matuokite atskirai, kai štampavimo plokštė ir elektrinė šerdis bus visiškai įkrauti.

                                               1 pav. Anodo plokštės matavimo schema

Tankinimo tankio ir dangos kokybės įtaka neigiamo elektrodo plėtimuisi

Naudojant sutankinimo tankį ir dangos kokybę kaip veiksnius, buvo paimti trys skirtingi lygiai viso faktoriaus ortogoniniam eksperimentiniam projektui (kaip parodyta 1 lentelėje), o kitos sąlygos kiekvienai grupei buvo vienodos.

Kaip parodyta 2 (a) ir (b) paveiksluose, visiškai įkrovus akumuliatoriaus elementą, anodo lakšto plėtimosi greitis X/Y/Z kryptimi didėja didėjant tankinimo tankiui. Sutankinimo tankiui padidėjus nuo 1,5g/cm3 iki 1,7g/cm3, plėtimosi greitis X/Y kryptimi padidėja nuo 0,7% iki 1,3%, o plėtimosi greitis Z kryptimi padidėja nuo 13% iki 18%. Iš 2 paveikslo (a) matyti, kad esant skirtingiems tankinimo tankiams, plėtimosi greitis X kryptimi yra didesnis nei Y kryptimi. Pagrindinė šio reiškinio priežastis yra poliarinės plokštės šalto spaudimo procesas. Šaltojo spaudimo proceso metu, kai poliarinė plokštė praeina per presavimo volą, pagal minimalaus pasipriešinimo dėsnį, kai medžiaga yra veikiama išorinių jėgų, medžiagos dalelės tekės minimalaus pasipriešinimo kryptimi.

                           2 pav. Anodų plėtimosi greitis įvairiomis kryptimis

Kai anodo plokštė spaudžiama šaltai, mažiausio pasipriešinimo kryptis yra MD kryptimi (elektrodo plokštės Y kryptis, kaip parodyta 3 paveiksle). Įtempimas lengviau pašalinamas MD kryptimi, o TD kryptis (elektrodo plokštės X kryptis) turi didesnį pasipriešinimą, todėl sunku pašalinti įtampą valcavimo proceso metu. Įtempis TD kryptimi yra didesnis nei MD kryptimi. Todėl, kai elektrodo lapas yra visiškai įkrautas, plėtimosi greitis X kryptimi yra didesnis nei Y kryptimi. Kita vertus, tankinimo tankis didėja, o elektrodo lakšto porų talpa mažėja (kaip parodyta 4 paveiksle). Įkraunant anodo plėvelės sluoksnio viduje nėra pakankamai vietos, kad sugertų grafito plėtimosi tūrį, o išorinis pasireiškimas yra tas, kad elektrodo lakštas plečiasi X, Y ir Z kryptimis kaip visuma. Iš 2 paveikslų (c) ir (d) matyti, kad dangos kokybė padidėjo nuo 0,140 g/1540,25 mm2 iki 0,190 g/1540,25 mm2, plėtimosi greitis X kryptimi padidėjo nuo 0,84 % iki 1,15 %, o plėtros tempas Y kryptimi padidėjo nuo 0,89% iki 1,05%. Plėtros tempo tendencija Z kryptimi yra priešinga X/Y kryptimi ir rodo mažėjimo tendenciją nuo 16,02% iki 13,77%. Grafito anodo plėtimasis pasižymi svyruojančiu modeliu X, Y ir Z kryptimis, o dangos kokybės pokytis daugiausia atsispindi reikšmingame plėvelės storio pokytyje. Aukščiau pateiktas anodo kitimo modelis atitinka literatūros rezultatus, ty kuo mažesnis kolektoriaus storio ir plėvelės storio santykis, tuo didesnis kolektoriaus įtempis.

                       3 pav. Anodo šalto presavimo proceso schema

                     4 pav. Tuštumų frakcijos pokyčiai esant skirtingiems sutankinimo tankiams

Vario folijos storio įtaka neigiamam elektrodo išsiplėtimui

Pasirinkite du įtakos turinčius veiksnius: vario folijos storį ir dangos kokybę, kai vario folijos storis yra atitinkamai 6 ir 8 μm. Anodo dangos masė buvo atitinkamai 0,140 g/1, 540,25 mm2 ir 0,190 g/1, 540,25 mm2. Sutankinimo tankis buvo 1,6 g/cm3, o kitos sąlygos buvo vienodos kiekvienai eksperimentų grupei. Eksperimentiniai rezultatai parodyti 5 paveiksle. Iš 5 (a) ir (c) paveikslų matyti, kad esant dviem skirtingoms dangos kokybei, X/Y kryptimi 8 μ m vario folijos anodo lakšto plėtimosi greitis yra mažesnis. nei 6 μm. Padidėjus varinės folijos storiui, padidėja jos tamprumo modulis (žr. 6 pav.), o tai padidina jos atsparumą deformacijai ir padidina anodo plėtimosi apribojimą, todėl plėtimosi greitis mažėja. Remiantis literatūra, esant tokiai pačiai dangos kokybei, didėjant varinės folijos storiui, didėja kolektoriaus storio ir plėvelės storio santykis, mažėja įtempimas kolektorius, mažėja elektrodo plėtimosi greitis. Z kryptimi plėtimosi greičio kitimo tendencija yra visiškai priešinga. Iš 5 (b) paveikslo matyti, kad didėjant varinės folijos storiui, plėtimosi greitis didėja; Palyginus 5 (b) ir (d) paveikslus, matyti, kad dangos kokybei padidėjus nuo 0,140 g/1 ir 540,25 mm2 iki 0,190 g/1540,25 mm2, didėja varinės folijos storis ir plėtimosi greitis. mažėja. Padidinus varinės folijos storį, nors tai naudinga mažinant jos pačios įtempį (didelis stiprumas), padidės plėvelės sluoksnio įtempis, todėl padidės plėtimosi greitis Z kryptimi, kaip parodyta 5 paveiksle (b); Didėjant dangos kokybei, nors stora vario folija skatina plėvelės sluoksnio įtempių padidėjimą, ji taip pat padidina plėvelės sluoksnio rišamumą. Šiuo metu surišimo jėga tampa akivaizdesnė ir Z krypties plėtimosi greitis mažėja.

5 pav. Skirtingo vario folijos storio ir dangos kokybės anodų plėvelės plėtimosi greičio pokyčiai

                        6 pav. Skirtingo storio varinės folijos įtempių ir deformacijų kreivės

Grafito tipo įtaka neigiamam elektrodo plėtimuisi

Eksperimentui buvo naudojami penki skirtingi grafito tipai (žr. 2 lentelę), kurių dangos masė 0,165g/1540,25mm2, tankinimo tankis 1,6g/cm3, o varinės folijos storis 8 μm. Kitos sąlygos yra tos pačios, o eksperimentiniai rezultatai parodyti 7 paveiksle. Iš 7 (a) paveikslo matyti, kad skirtingų grafitų plėtimosi greičiai X/Y kryptimi labai skiriasi, esant mažiausiai 0,27 % ir daugiausiai 1,14 %. Išsiplėtimo rodikliai Z kryptimi yra atitinkamai 15,44% ir 17,47%. Tie, kurių išsiplėtimas X/Y kryptimi yra didelis, turi mažą plėtimąsi Z kryptimi, o tai atitinka 2.2 skirsnyje analizuotus rezultatus. Ląstelės, kuriose buvo naudojamas A-1 grafitas, parodė didelę deformaciją, kai deformacijos greitis buvo 20%, o kitose ląstelių grupėse deformacijos nebuvo, o tai rodo, kad X / Y plėtimosi greičio dydis turi didelę įtaką ląstelių deformacijai.

                            7 pav. Skirtingi grafito plėtimosi greičiai

Išvada

(1) Didinant tankinimo tankį, padidėja anodo lakšto plėtimosi greitis X/Y ir Z kryptimis viso užpildymo metu, o plėtimosi greitis X kryptimi yra didesnis nei Y kryptimi (X kryptis yra ritinėlio ašies kryptis šalto anodo lakšto presavimo proceso metu, o Y kryptis yra mašinos diržo kryptis).

(2) Didinant dangos kokybę, plėtimosi greitis X/Y kryptimi linkęs didėti, o plėtimosi greitis Z kryptimi mažėja; Padidinus dangos kokybę, padidės tempiamasis įtempis skysčio surinkime.

(3) Srovės kolektoriaus stiprumo pagerinimas gali slopinti anodo plėtimąsi X/Y kryptimi.

(4) Įvairių tipų grafito plėtimosi greitis X/Y ir Z kryptimis labai skiriasi, o plėtimosi dydis X/Y kryptimi turi didelę įtaką ląstelių deformacijai.

2, išsipūtimas dėl akumuliatoriaus dujų gamybos

Akumuliatorių vidinė dujų gamyba yra dar viena svarbi akumuliatoriaus išsipūtimo priežastis, nesvarbu, ar tai vyksta kambario temperatūroje, aukštoje temperatūroje, ar sandėliuojant aukštoje temperatūroje, jis gamins įvairaus laipsnio išsipūtusias dujas. Pirminio akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo proceso metu ant elektrodo paviršiaus susidarys SEI (Solid Electrolyte Interface) plėvelė. Neigiama SEI plėvelė susidaro daugiausia dėl EC (etileno karbonato) redukavimo ir skilimo. Kartu su alkilo ličio ir Li2CO3 susidarymu susidaro daug CO ir C2H4. DMC (dimetilkarbonatas) ir EMC (etilo metilo karbonatas) tirpikliuose taip pat sudaro RLiCO3 ir ROLi plėvelės formavimo procese, kartu gaminant dujas, tokias kaip CH4, C2H6 ir C3H8, taip pat CO dujas. PC (propileno karbonato) pagrindu pagamintuose elektrolituose dujų gamyba yra gana didelė, daugiausia C3H8 dujų, susidarančių redukuojant PC. Ličio geležies fosfato minkštosios pakuotės baterijos patiria didžiausią išsipūtimą po įkrovimo 0,1 C temperatūroje per pirmąjį ciklą. Kaip matyti iš to, kas išdėstyta aukščiau, SEI susidarymą lydi didelis dujų kiekis, o tai yra neišvengiamas procesas. Dėl H2O priemaišų P-F jungtis LiPF6 taps nestabili, generuos HF, o tai sukels šios baterijos sistemos nestabilumą ir dujų susidarymą. Perteklinis H2O sunaudos Li+ ir generuos LiOH, LiO2 ir H2, todėl susidarys dujos. Sandėliavimo ir ilgalaikių įkrovimo ir iškrovimo procesų metu taip pat gali susidaryti dujos. Jei naudojate sandarius ličio jonų akumuliatorius, esant dideliam dujų kiekiui, akumuliatorius gali išsiplėsti, o tai gali turėti įtakos jo veikimui ir sutrumpinti tarnavimo laiką. Pagrindinės dujų susidarymo akumuliatorių laikymo metu priežastys yra šios: (1) Dėl H2O akumuliatoriaus sistemoje gali susidaryti HF ir sugadinti SEI. Sistemoje esantis O2 gali sukelti elektrolito oksidaciją, dėl kurios susidaro didelis CO2 kiekis; (2) Jei SEI plėvelė, susidariusi pirmojo formavimo metu, yra nestabili, saugojimo etape SEI plėvelė bus pažeista, o iš naujo taisant SEI plėvelę išsiskirs dujos, daugiausia sudarytos iš angliavandenilių. Ilgalaikio akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo ciklo metu keičiasi teigiamos medžiagos kristalinė struktūra, netolygus taško potencialas ant elektrodo paviršiaus ir kiti veiksniai lemia, kad kai kurie taškiniai potencialai yra per dideli, elektrolito stabilumas ant elektrodo. Paviršius mažėja, nuolat storėjant veido kaukei ant elektrodo paviršiaus padidėja elektrodo sąsajos varža, toliau gerėja reakcijos potencialas, dėl ko elektrodo paviršiuje esantis elektrolitas irsta ir susidaro dujos, o medžiaga taip pat gali išleisti dujas.

Skirtingose ​​sistemose akumuliatoriaus pripūtimo laipsnis skiriasi. Grafito neigiamo elektrodo sistemos akumuliatoriuje pagrindinės dujų išsiplėtimo priežastys yra SEI plėvelės susidarymas, per didelė drėgmė ląstelėje, nenormalus formavimo procesas, bloga pakuotė ir kt. Kaip minėta pirmiau, ličio titanato neigiamų elektrodų sistemoje pramonė paprastai mano, kad Li4Ti5O12 akumuliatoriaus dujų išsiplėtimą daugiausia lemia lengvas medžiagos vandens sugėrimas, tačiau nėra įtikinamų įrodymų, patvirtinančių šią spėlionę. Xiong ir kt. iš Tianjin Lishen Battery Company 15-osios tarptautinės elektrocheminės konferencijos santraukoje nurodė, kad dujų sudėtis apima CO2, CO, alkanus ir nedidelį kiekį olefinų, tačiau nepateikė duomenų apie konkrečią jų sudėtį ir proporciją. Belharouak ir kt. naudojo dujų chromatografijos-masių spektrometrijos prietaisą, kad apibūdintų akumuliatoriaus dujų gamybą. Pagrindinis dujų komponentas yra H2, taip pat CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, C3H6 ir kt.

8 pav. Li4Ti5O12/LiMn2O4 akumuliatoriaus dujų sudėtis po 5 mėnesių važiavimo 30, 45 ir 60 ℃ temperatūroje

Ličio jonų akumuliatoriams dažniausiai naudojama elektrolitų sistema yra LiPF6/EC: EMC, kur LiPF6 elektrolite yra toks balansas

PF5 yra stipri rūgštis, kuri lengvai sukelia karbonatų skilimą, o PF5 kiekis didėja didėjant temperatūrai. PF5 padeda skaidyti elektrolitą, gamindamas CO2, CO ir CxHy dujas. Skaičiavimas taip pat rodo, kad skaidant EB susidaro CO ir CO2 dujos. C2H4 ir C3H6 susidaro atitinkamai C2H6 ir C3H8 oksidacijos-redukcijos reakcijoje su Ti4+, o Ti4+ redukuojasi iki Ti3+. Remiantis atitinkamais tyrimais, H2 susidaro dėl nedidelio vandens kiekio elektrolite, tačiau vandens kiekis elektrolite paprastai yra 20 × apie 10–6, gaminant H2 dujas. Wu Kai eksperimentas Šanchajaus Jiao Tong universitete pasirinko grafitą / NCM111 kaip akumuliatorių, turintį mažą indėlį, ir padarė išvadą, kad H2 šaltinis yra karbonato skilimas esant aukštai įtampai.

3、 Nenormalus procesas, dėl kurio susidaro ir plečiasi dujos

1. Dėl prastos pakuotės žymiai sumažėjo išpūstų baterijų elementų dalis dėl prastos pakuotės. Priežastys dėl prasto viršutinio sandarinimo, šoninio sandarinimo ir degazavimo iš trijų pusių pakuotės buvo pateiktos anksčiau. Netinkama pakuotė iš abiejų pusių sukels akumuliatoriaus elementą, kurį daugiausia sudaro viršutinis sandarinimas ir degazavimas. Viršutinis sandarinimas daugiausia atsiranda dėl prasto sandarinimo skirtuko padėtyje, o degazavimas daugiausia dėl sluoksniavimosi (įskaitant PP atskyrimą nuo Al dėl elektrolito ir gelio). Dėl netinkamos pakuotės oro drėgmė patenka į akumuliatoriaus elemento vidų, todėl elektrolitas suyra ir susidaro dujos.

2. Kišenės paviršius yra pažeistas, o baterijos elementas yra neįprastai arba dirbtinai pažeistas tempimo proceso metu, todėl kišenė gali būti pažeista (pvz., skylutės) ir vanduo gali patekti į akumuliatoriaus elemento vidų.

3. Kampo pažeidimas: dėl specialios aliuminio deformacijos ties sulankstytu kampu, oro pagalvės drebėjimas gali iškreipti kampą ir sukelti Al (kuo didesnis akumuliatoriaus elementas, tuo didesnė oro pagalvė, tuo lengviau pažeistas), praranda vandens barjerinį poveikį. Siekiant palengvinti problemą, prie kampų galima pridėti raukšlių klijų arba karšto lydalo klijų. Ir kiekviename procese po viršutinio sandarinimo draudžiama perkelti akumuliatoriaus elementus su oro pagalvėmis, o daugiau dėmesio reikėtų skirti veikimo būdui, kad būtų išvengta akumuliatoriaus elementų baseino svyravimų ant senėjimo plokštės.

4. Vandens kiekis akumuliatoriaus elemente viršija standartą. Kai vandens kiekis viršija standartą, elektrolitas suges ir po susidarymo arba degazavimo gamins dujas. Pagrindinės per didelio vandens kiekio akumuliatoriaus viduje priežastys yra šios: per didelis vandens kiekis elektrolite, per didelis vandens kiekis plikoje kameroje po kepimo ir per didelė drėgmė džiovinimo patalpoje. Jei įtariama, kad per didelis vandens kiekis gali sukelti pilvo pūtimą, galima atlikti retrospektyvų proceso patikrinimą.

5. Formavimo procesas yra nenormalus, o dėl netinkamo formavimo proceso akumuliatoriaus elementas gali išsipūsti.

6. SEI plėvelė yra nestabili, o akumuliatoriaus elemento emisijos funkcija yra šiek tiek išpūsta talpos bandymo įkrovimo ir iškrovimo proceso metu.

7. Per didelis įkrovimas arba iškrovimas: dėl proceso, mašinos ar apsauginės plokštės sutrikimų akumuliatoriaus elementai gali būti per daug įkrauti arba pernelyg išsikrovę, todėl akumuliatoriaus elementuose gali susidaryti dideli oro burbuliukai.

8. Trumpasis jungimas: dėl veikimo klaidų dvi įkrauto akumuliatoriaus elemento ąselės susiliečia ir įvyksta trumpasis jungimas. Akumuliatoriaus elemente sprogs dujos, o įtampa greitai sumažės, todėl ąselės nudegs.

9. Vidinis trumpasis jungimas: vidinis trumpasis jungimas tarp teigiamo ir neigiamo akumuliatoriaus elemento polių sukelia greitą baterijos elemento išsikrovimą ir įkaitimą, taip pat stiprų dujų pūtimą. Vidinių trumpųjų jungimų priežasčių yra daug: dizaino problemos; Izoliacinės plėvelės susitraukimas, susisukimas arba pažeidimas; Bi ląstelių nesutapimas; izoliacinę membraną pradurusios šurmulės; Per didelis tvirtinimo elementų slėgis; Per didelis kraštų lyginimo mašinos suspaudimas ir tt Pavyzdžiui, praeityje dėl nepakankamo pločio kraštų lyginimo mašina per daug suspaudė akumuliatoriaus elementą, todėl įvyko trumpasis jungimas ir katodo bei anodo išsipūtimas.

10. Korozija: Akumuliatoriaus elementas patiria koroziją, o aliuminio sluoksnis sunaudojamas reakcijos metu, prarasdamas vandens barjerą ir sukeldamas dujų išsiplėtimą.

11. Nenormalus vakuuminis siurbimas, atsiradęs dėl sistemos ar mašinos priežasčių. Degazavimas nėra kruopštus; Vakuuminio sandarinimo šiluminės spinduliuotės zona yra per didelė, todėl degazavimo siurbimo durtuvas efektyviai nepramuša kišeninio maišelio, todėl siurbimas yra nešvarus.

Priemonės nenormaliam dujų susidarymui slopinti

4. Norint sustabdyti neįprastą dujų gamybą, reikia pradėti nuo medžiagų projektavimo ir gamybos procesų.

Pirma, būtina suprojektuoti ir optimizuoti medžiagų ir elektrolitų sistemą, siekiant užtikrinti tankios ir stabilios SEI plėvelės susidarymą, pagerinti teigiamo elektrodo medžiagos stabilumą ir slopinti nenormalių dujų susidarymą.

Apdorojant elektrolitus dažnai naudojamas nedidelis plėvelę formuojančių priedų pridėjimo būdas, kad SEI plėvelė būtų tolygesnė ir tankesnė, sumažinant SEI plėvelės atsiskyrimą naudojimo metu ir dujų susidarymą regeneracijos metu, o tai lemia akumuliatoriaus įkrovimą. išsipūtęs. Buvo pranešta apie atitinkamus tyrimus ir jie taikomi praktikoje, pavyzdžiui, Cheng Su iš Harbino technologijos instituto, kuris pranešė, kad plėvelę formuojančio priedo VC naudojimas gali sumažinti akumuliatoriaus išsipūtimą. Tačiau tyrimai daugiausia buvo skirti vieno komponento priedams, kurių efektyvumas yra ribotas. Cao Changhe ir kiti iš Rytų Kinijos mokslo ir technologijų universiteto naudojo VC ir PS kompozitą kaip naują elektrolito plėvelę formuojantį priedą ir pasiekė gerų rezultatų. Akumuliatoriaus dujų gamyba labai sumažėjo laikant aukštoje temperatūroje ir važiuojant dviračiu. Tyrimai parodė, kad SEI membranos komponentai, kuriuos sudaro EC ir VC, yra linijinis alkilo ličio karbonatas. Esant aukštai temperatūrai, prie LiC prisijungęs alkilo ličio karbonatas yra nestabilus ir skyla į dujas, tokias kaip CO2, todėl akumuliatorius išsipučia. PS sudaryta SEI plėvelė yra ličio alkilsulfonatas. Nors plėvelė turi defektų, ji turi tam tikrą dvimatę struktūrą ir yra gana stabili, kai yra pritvirtinta prie LiC esant aukštai temperatūrai. Kai VC ir PS naudojami kartu, PS sudaro sugedusią dvimatę struktūrą ant neigiamo elektrodo paviršiaus esant žemai įtampai. Didėjant įtampai, VC ant neigiamo elektrodo paviršiaus sudaro linijinę alkilo ličio karbonato struktūrą. Alkilličio karbonatas užpildomas dvimatės struktūros defektais, suformuojant stabilią SEI plėvelę su tinkline struktūra, pritvirtinta prie LiC. Šios struktūros SEI membrana labai pagerina jos stabilumą ir gali veiksmingai slopinti dujų susidarymą, kurį sukelia membranos skilimas.

Be to, dėl teigiamo elektrodo ličio kobalto oksido medžiagos ir elektrolito sąveikos jo skilimo produktai katalizuos tirpiklio skilimą elektrolite. Todėl teigiamo elektrodo medžiagos paviršiaus padengimas gali ne tik padidinti medžiagos struktūrinį stabilumą, bet ir sumažinti kontaktą tarp teigiamo elektrodo ir elektrolito, sumažinant aktyvaus teigiamo elektrodo katalizinio skilimo metu susidarančias dujas. Todėl stabilaus ir pilno dangos sluoksnio susidarymas ant teigiamų elektrodų medžiagos dalelių paviršiaus šiuo metu taip pat yra pagrindinė plėtros kryptis.