Причини за литиевата еволюция на литиево-йонните батерии е изключително разпространен анормален феномен в индустрията на литиеви батерии.

Различните състояния на еволюция на литий често съответстват на различни причини. Анализът на причините според състоянието на еволюция на литий може да подобри добива на продукта.

От обща гледна точка причините за еволюцията на лития в литиево-йонните батерии са разделени на пет категории: еволюция на литий, причинена от недостатъчно отрицателно поле на електрода; еволюция на литий, причинена от механизъм за зареждане; еволюция на литий, причинена от ненормален път на вкарване на литий; еволюция на литий, причинена от необичаен основен материал; Отлагане на литий на фиксирано място, причинено от специални причини. По-долу е обяснение на конкретните причини за еволюцията на лития за горните пет категории причини.

1. Развитие на литий на литиево-йонни батерии, причинено от недостатъчно отрицателно поле на електрода

След като литиевите йони се освободят от положителния електрод по време на зареждане, те трябва да имат местоназначение. Най-общо казано, съдбата трябва да бъде вградена в отрицателния електрод, но когато отрицателният електрод е недостатъчен и отрицателният електрод може да вкара литиеви йони по-малко от деинтеркалираните литиеви йони с положителен електрод, литиевите йони могат да се утаят само на повърхността на отрицателния електрод електрод. Недостатъчният излишен отрицателен електрод може да се счита за най-честата причина за утаяване на литий.

Според позицията на недостатъчен излишък на отрицателни електроди, той може да бъде разделен на следните три групи условия за анализ на литий:

(1) Развитие на литий с недостатъчен излишък от конвенционалния анод

Когато отрицателният електрод е прекалено недостатъчен, няма достатъчно място за поставяне на литиевите йони от положителния електрод към отрицателния електрод. Следователно само метален литий може да се образува и утаява на повърхността на отрицателния електрод. Тъй като степента на недостатъчен излишък на отрицателния електрод обикновено е еднородна и литиевите йони, извлечени от положителния електрод, също равномерно идват към отрицателния електрод, еволюцията на лития, причинена от недостатъчния отрицателен електрод, също е еднороден слой. Тежестта на еволюцията на литий е свързана с недостатъчния излишък на отрицателни електроди. Степента е тясно свързана, колкото по-висока е степента на излишък и дефицит, толкова по-сериозни са литиевите валежи.

(2) Анализ на литий върху ин и ян

Когато акумулаторна клетка е покрита с тежко покритие от едната страна на положителния електрод или леко покрита от едната страна на отрицателния електрод, това ще доведе до литий от двете страни на отрицателния електрод на клетката на акумулатора да отложи литий от другата страна , която е известна като Ин и Ян страна. Интерфейсът на анодната и катодната клетка от еволюиращата от лития страна е точно същият като този на отрицателния електрод с излишък или недостатъчен литий, докато другата страна е златисто жълта (за графитен анод).

(3) Главата с положителен електрод е покрита без изтъняване на литий

Ако главата на положителния електрод не се изтънява по време на покритието, превръзката в позицията на главата на положителния електрод може да е по-дебела, така че да има прекомерно и недостатъчно, съответстващо на отрицателната глава на електрода, което води до ивица от отрицателната глава. Анализирайте литий.

2. Литиево изхвърляне на литиево-йонни батерии, неправилно произведени от зарядни устройства

Тъй като еволюцията на литий се случва по време на етапа на зареждане, промяната в зареждащия механизъм също трябва да бъде една от причините за еволюцията на лития. По-долу е даден списък на няколко случая на еволюция на литий поради механизма за зареждане:

(1) Литиеви валежи чрез зареждане с ниска температура

Причината за литиевите валежи по време на зареждане с ниска температура е, че литиевото съпротивление при вмъкване на отрицателния електрод при ниски температури е значително по-голямо от това на положителния електрод. Въпреки че литиевите йони могат да бъдат отстранени от положителния електрод относително бързо при ниски температури, те не могат да бъдат вкарани в отрицателния електрод навреме, като по този начин причиняват валежи. литий.

(2) Анализ на литий чрез високоскоростно зареждане

Ако зареждането при стайна температура сляпо увеличава скоростта на зареждане, отрицателният електрод също ще причини литиеви валежи поради невъзможността за бързо завършване на литиевото вмъкване. Съгласно конвенционалния дизайн на типа капацитет, максималната скорост на зареждане, която клетката на батерията може да издържи, е около 1C ~ 1.5C. Ако продуктът трябва допълнително да увеличи зарядния ток по време на употреба, тогава е необходим специален дизайн на полюсната част и електролит. В противен случай, колкото по-голяма е скоростта на зареждане, толкова по-сериозно ще бъде развитието на лития.

(3) Литиево зареждане

Когато напрежението на зареждане или капацитетът на зареждане на батерията значително надвиши проектната стойност, от положителния електрод ще бъдат извлечени повече излишни литиеви йони. Тъй като отрицателният електрод е проектиран, няма място за тези излишни литиеви йони. Литийът е неизбежен. По време на презареждане деинтеркалацията на литиеви йони от положителния електрод е еднородна и не варира в зависимост от положението на полюсната част, така че еволюцията на литий, причинена от презареждане, също е еднороден слой.

3. Развитие на литий на литиево-йонни батерии, причинено от необичайни пътища за вкарване на литий

Когато зареждате литиево-йонна батерия, литиевите йони се извличат от положителния електрод и след това се вкарват в отрицателния електрод чрез електролита. Ако обаче интерфейсът между положителните и отрицателните електроди не е в добър контакт, това ще доведе до утаяване на литиеви йони върху повърхността на отрицателния електрод. Подробностите са както следва:

(1) Бръчки с диафрагма за анализ на литий

Когато сепараторът е набръчкан поради собственото си качество, след като литиевите йони в съответното положение се деинтеркалират от положителния електрод, те не могат да бъдат равномерно вкарани в отрицателния електрод. В резултат отрицателният електрод в съответната позиция или ще стане кафяв с недостатъчна литиева интеркалация, или ще стане подобен на ивици литий със същата посока на кримпване.

(2) Деформация на акумулаторната клетка за анализ на литий

Когато дебелината на акумулаторната клетка е голяма, лесно се деформира. Когато деформацията е сериозна, полюсът, съответстващ на деформираното положение на клетката на акумулатора, може да е в лош контакт, което да доведе до лошото място на литиевата вложка с форма на лента на фигурата по-горе, което понякога ще бъде придружено от анализ. литий.

(3) Конвенционално формиране и липса на горещо и студено пресоване на литий преди формиране

Ако дебелината на клетката е относително голяма, дори ако конвенционалната формация се извършва без горещо и студено пресоване след инжектиране на течност, интерфейсът няма да бъде твърде проблематичен. Въпреки това, за някои тънки клетки с дебелина по-малка от 3 mm, ако няма затягане по време на формирането, а горещото и студено пресоване или изпичането на приспособлението са забравени преди формирането, интерфейсът ще бъде по-нещастен.

Тъй като контактът между тънките батерии е трудно да се затвори в интерфейса, ако не се упражни натиск върху повърхността преди и по време на формирането, образуващият газ не може да бъде напълно изхвърлен и контактът на интерфейса ще бъде засегнат, което ще доведе до недостатъчен литиев вид, подобен на точката вмъкване и точковидни литиеви валежи.

4) Приспособлението се оформя в литий без налягане

Тъй като образуването на приспособлението често е придружено от SOC с висок ток и висок заряд, скоростта на производство на газ по време на формирането е по-бърза и интерфейсът на батерията след формирането ще има очевидно златисто жълто и позицията, съответстваща на недостатъчното вкарване на литий, ще изглежда по-очевидна. Независимо дали става въпрос за тънка клетка, която не е горещо или студено пресована преди формирането, или клетка, която е трябвало да бъде образувана от приспособлението, но не под налягане, стига проблемът да бъде открит преди дегазация, след това малкият токов разряд с приспособлението и формиране може да се извърши отново. Интерфейсът е значително подобрен.

(5) Обобщение на анализа на литий:

Когато литиевият път за вмъкване е ненормален, най-очевидната аномалия на интерфейса на клетката на батерията е кафявата недостатъчна област на вкарване на литий, последвана от слабото развитие на литий в съответната позиция. Поради различните процеси на образуване и материали, явлението литиеви валежи, причинено от лош контакт на границата по време на формирането, може да се различава от горната илюстрация.

4. Развитие на литий на литиево-йонна батерия, причинено от необичаен основен материал

По време на процеса на зареждане дестинацията на литиевите йони е да проникнат през SEI филма и накрая да бъдат вградени в отрицателния електрод. Ако има проблем с SEI филма или отрицателния електрод, поради което литиевите йони не могат да бъдат вкарани нормално, тогава резултатът може да бъде само отделяне на литий.

(1) Литийът се смачква от отрицателния електрод

Когато уплътняването на листа с отрицателни електроди надвиши своята граница, литиевите йони ще се отлагат върху повърхността на отрицателния електрод, когато структурата на отрицателния електрод е смачкана или няма достатъчно място за вмъкване. Еволюцията на литий, причинена от смачкване на отрицателния електрод, не може да се поправи като лошият химически контакт и има фатално въздействие върху капацитета и цикъла на батерията.

(2) Развитие на литий, причинено от по-малко електролит

Когато батерията се инжектира с малко количество течност или времето за стареене след инжектирането е кратко, електролитът няма да може да проникне напълно в отрицателния електрод и позицията, при която инфилтрацията не е напълно инфилтрирана, ще образува малко черно петно ​​с няма вграден литий, както е показано на фигурата по-горе. Около черното петно ​​може да има слабо развитие на литий.

(3) Развитие на литий с несъответстващ електролит

Принципът на еволюцията на лития, причинен от тази причина, не е напълно разбран от Wenwu. Предполага се, че електролитът и отрицателният електрод не са съвпадащи, което причинява SEI филмът да е твърде дебел или неравен и след това пречи на вмъкването на литиеви йони; или електролитът не може напълно да се инфилтрира в отрицателния електрод, причинявайки затруднения при вкарването на литиеви йони.

(4) Еволюция на литий, причинена от директно разделяне, без да се образува

Ако клетката на акумулатора се зареди директно с отделен обем, без да се образува малък ток, SEI филмът не може да бъде ефективно оформен, което ще повлияе на вмъкването на литиеви йони в отрицателния електрод и ще предизвика еволюция на литий по време на процеса на зареждане. Съответната картина за анализ на литий е като петно, както е показано на фигурата по-горе.

(5) Съдържанието на вода надвишава стандартното за анализ на литий

Малко количество вода допринася за образуването на SEI филм, но когато съдържанието на вода надвиши стандартното, то ще реагира с литиевата сол в електролита и ще разруши състава на SEI филма, като по този начин ще повлияе на вмъкването на литиеви йони в отрицателния електрод и образуване на неравности в горната снимка Кафява област, понякога кафявата зона също ще се случи литиева еволюция.