Razlozi za razvoj litijum-jonskih baterija u litiju izuzetno su uobičajeni abnormalni fenomeni u industriji litijumskih baterija.

Različita stanja evolucije litija često odgovaraju različitim razlozima. Analiza razloga prema evolucijskom stanju litija može poboljšati prinos proizvoda.

Iz općenite perspektive, razlozi za razvoj litija u litij-jonskim baterijama podijeljeni su u pet kategorija: razvoj litija uzrokovan nedovoljnom maržom negativne elektrode; razvoj litija uzrokovan mehanizmom punjenja; razvoj litija izazvan abnormalnim putem uvođenja litija; razvoj litija izazvan abnormalnim glavnim materijalom; Taloženje litija na fiksnom mjestu uzrokovano posebnim razlozima. Slijedi objašnjenje specifičnih razloga za razvoj litija iz gornjih pet kategorija razloga.

1. Razvoj litija u litijum-jonskim baterijama uzrokovan nedovoljnom maržom negativne elektrode

Nakon što se litijum-joni oslobode pozitivne elektrode tokom punjenja, moraju imati odredište. Uopšteno govoreći, sudbina treba biti ugrađena u negativnu elektrodu, ali kada je negativna elektroda nedovoljna i negativna elektroda može ubaciti litijumove jone manje od deinterkaliranih litijumovih jona pozitivne elektrode, litijumovi joni mogu taložiti samo na površini negativne elektrode elektroda. Nedovoljni višak negativne elektrode može se smatrati najčešćim uzrokom padavina litija.

Prema položaju nedovoljnog viška negativne elektrode, može se podijeliti u sljedeće tri skupine uvjeta analize litija:

(1) Razvoj litija sa nedovoljnim viškom konvencionalne anode

Kada je negativna elektroda prekomjerno nedovoljna, nema dovoljno prostora za umetanje litijumovih jona sa pozitivne na negativnu elektrodu. Stoga se na površini negativne elektrode može formirati i taložiti samo metalni litij. Budući da je stupanj nedovoljnog viška negativne elektrode uglavnom ujednačen, a litijumovi ioni ekstrahirani iz pozitivne elektrode također ravnomjerno dolaze na negativnu elektrodu, evolucija litija uzrokovana nedostatkom negativne elektrode također je jednoliki sloj. Ozbiljnost evolucije litija povezana je s nedovoljnim negativnim viškom elektroda. Stupanj je usko povezan, što je veći stepen viška i nedostatka, to su litijske padavine ozbiljnije.

(2) Analiza litija na jin i jang

Kada je ćelija baterije presvučena teškim premazom na jednoj strani pozitivne elektrode ili lagano presvučena na jednoj strani negativne elektrode, to će prouzročiti da litij s obje strane negativne elektrode baterije napuni litij s druge strane , koja je obično poznata kao Yin i Yang strana. Interfejs anode i katodne ćelije na strani koja razvija litij je potpuno isti kao onaj negativne elektrode s viškom ili nedostatkom litija, dok je druga strana zlatnožuta (za grafitnu anodu).

(3) Glava pozitivne elektrode presvučena je bez razrjeđivanja litija

Ako se glava pozitivne elektrode ne stanji tijekom nanošenja premaza, zavoj u položaju glave pozitivne elektrode može biti gušći, tako da će biti prekomjerno i nedovoljno što odgovara glavi negativne elektrode, što rezultira trakom negativne glave. Analizirajte litijum.

2. Izbacivanje litija iz litijum-jonskih baterija nepravilno proizvedenih od punjača

Budući da se razvoj litija događa tijekom faze punjenja, promjena mehanizma punjenja također mora biti jedan od razloga za razvoj litija. Slijedi popis nekoliko slučajeva razvoja litija zbog mehanizma punjenja:

(1) Litijumske padavine punjenjem pri niskim temperaturama

Razlog padavina litija tokom punjenja pri niskim temperaturama je taj što je otpor umetanja litija negativne elektrode pri niskim temperaturama znatno veći od otpora pozitivne elektrode. Iako se litijumovi ioni mogu relativno brzo ukloniti s pozitivne elektrode na niskim temperaturama, oni se ne mogu na vrijeme umetnuti u negativnu elektrodu, što uzrokuje oborine. litij.

(2) Analiza litijuma punjenjem velike brzine

Ako punjenje na sobnoj temperaturi slijepo povećava brzinu punjenja, negativna elektroda će također uzrokovati taloženje litija zbog nemogućnosti brzog završetka umetanja litija. Prema konvencionalnom dizajnu tipa kapaciteta, maksimalna brzina punjenja koju ćelija baterije može podnijeti je oko 1C ~ 1,5C. Ako proizvod treba dodatno povećati struju punjenja tijekom upotrebe, potreban je poseban dizajn stuba i elektrolita. Inače, što je veća brzina punjenja, to će litij biti ozbiljniji.

(3) Prekomjerno punjenje litijuma

Kada napon punjenja ili kapacitet punjenja baterije znatno premaše projektnu vrijednost, iz pozitivne elektrode izvući će se više suvišnih litijumovih jona. Budući da je negativna elektroda dizajnirana, nema prostora za ove suvišne litijumove ione. Litij je neizbježan. Tijekom prekomjernog punjenja, deinterkalacija litijumovih jona iz pozitivne elektrode je jednolična i ne razlikuje se od položaja poluge, tako da je razvoj litija uzrokovan prekomjernim nabijanjem također jednoliki sloj.

3. Razvoj litijuma litijum-jonskih baterija izazvan abnormalnim putevima umetanja litijuma

Prilikom punjenja litijum-jonske baterije, litijumovi se ekstrahuju iz pozitivne elektrode, a zatim ubacuju u negativnu elektrodu kroz elektrolit. Međutim, ako međudjelovanje pozitivne i negativne elektrode nije u dobrom kontaktu, to će dovesti do taloženja litijumovih jona na površini negativne elektrode. Detalji su sljedeći:

(1) Dijafragma se bore za analizu litija

Kada je separator naboran zbog vlastite kvalitete, nakon što se litijumovi ioni na odgovarajućem položaju deinkaliraju iz pozitivne elektrode, ne mogu se jednoliko umetnuti u negativnu elektrodu. Kao rezultat, negativna elektroda u odgovarajućem položaju postat će smeđa s nedovoljnom interkalacijom litija ili će postati litij sličan prugama s istim smjerom prešanja.

(2) Deformacija ćelije baterije za analizu litija

Kada je debljina ćelije baterije velika, lako se deformiše. Kada je deformacija ozbiljna, stub koji odgovara deformiranom položaju akumulatorske ćelije može biti u lošem kontaktu, što rezultira slabim područjem umetanja litija u obliku trake na gornjoj slici, što će povremeno biti popraćeno analizom. litij.

(3) Uobičajena formacija i bez vrućeg i hladnog prešanja litija prije formiranja

Ako je debljina ćelije relativno velika, čak i ako se uobičajena formacija izvodi bez vrućeg i hladnog prešanja nakon ubrizgavanja tečnosti, sučelje neće biti previše problematično. Međutim, za neke tanke ćelije debljine manje od 3 mm, ako tijekom stezanja nema stezanja, a vruće i hladno prešanje ili pečenje učvršćenja zaborave prije formiranja, sučelje će biti jadnije.

Budući da je kontakt između tankih baterija teško zatvoriti na interfejsu, ako se na površinu ne izvrši pritisak prije i za vrijeme formiranja, plin za formiranje ne može se potpuno isprazniti i to će utjecati na kontakt interfejsa, što rezultira nedovoljnim tačkastim litijumom umetanje i tačkaste litijumske padavine.

4) Armatura se oblikuje u litij bez pritiska

Budući da formiranje učvršćenja često prati visoka struja i visok naboj SOC, brzina proizvodnje plina tijekom stvaranja je brža, a sučelje baterije nakon formiranja imat će očito zlatno žutu boju, a položaj koji odgovara nedovoljnom unosu litija izgledat će očitiji. Bilo da se radi o tankoj ćeliji koja nije vruće ili hladno prešana prije formiranja, ili o ćeliji koja je trebala biti formirana učvršćenjem, ali ne i pod pritiskom, sve dok se problem pronađe prije otplinjavanja, zatim o malom strujnom pražnjenju s učvršćenjem i formacija se može izvesti ponovo. Sučelje je značajno poboljšano.

(5) Sažetak analize litijuma:

Kada je put umetanja litija nenormalan, najočitija abnormalnost interfejsa ćelije baterije je smeđe nedovoljno područje umetanja litija, praćeno blagim razvojem litija na odgovarajućem položaju. Zbog različitih procesa formiranja i materijala, fenomen taloženja litija uzrokovan lošim kontaktom na površini tokom formiranja može se razlikovati od gornje ilustracije.

4. Razvoj litija iz litijum-jonske baterije izazvan abnormalnim glavnim materijalom

Tijekom procesa punjenja odredište litijumovih jona je prodrijeti kroz SEI film i konačno ugraditi u negativnu elektrodu. Ako postoji problem sa SEI filmom ili negativnom elektrodom, zbog čega se litijumovi ioni ne mogu normalno umetnuti, rezultat može biti samo razvoj litija.

(1) Litij se drobi negativnom elektrodom

Kada sabijanje lista negativne elektrode prijeđe svoju granicu, litijumovi ioni će se taložiti na površini negativne elektrode kada je struktura negativne elektrode zdrobljena ili nema dovoljno prostora za umetanje. Evolucija litija uzrokovana drobljenjem negativne elektrode nije popravljiva poput lošeg kemijskog kontakta i fatalno utječe na kapacitet i ciklus baterije.

(2) Razvoj litija izazvan manjim brojem elektrolita

Kada se u bateriju ubrizga mala količina tečnosti ili je vrijeme starenja nakon ubrizgavanja kratko, elektrolit neće moći u potpunosti infiltrirati negativnu elektrodu, a položaj u kojem infiltracija nije u potpunosti infiltrirana stvorit će malu crnu mrlju sa nema ugrađenog litija kao što je prikazano na gornjoj slici. Oko crne mrlje može doći do blagog razvoja litijuma.

(3) Razvoj litija sa neusklađenim elektrolitom

Načelo evolucije litija izazvano ovim razlogom Wenwu nije u potpunosti razumio. Pretpostavlja se da se elektrolit i negativna elektroda ne podudaraju, što dovodi do toga da je SEI film pregust ili neravan, a zatim ometa umetanje litijumovih jona; ili se elektrolit ne može u potpunosti infiltrirati u negativnu elektrodu, što uzrokuje poteškoće pri umetanju litijum-jona.

(4) Razvoj litija izazvan direktnim razdvajanjem bez stvaranja

Ako se baterijska ćelija izravno napuni zasebnim volumenom bez stvaranja male struje, SEI film ne može se učinkovito stvoriti, što će utjecati na umetanje litijumovih jona u negativnu elektrodu i uzrokovati razvoj litija tijekom procesa punjenja. Odgovarajuća slika analize litija je poput mrlje kao što je prikazano na gornjoj slici.

(5) Sadržaj vode premašuje standard za analizu litijuma

Mala količina vode doprinosi stvaranju SEI filma, ali kada sadržaj vode premaši standard, ona će reagirati s litijevom soli u elektrolitu i uništiti sastav SEI filma, utječući tako na ubacivanje litijevih iona u negativni elektrode i formirajući nepravilnosti na gornjoj slici Smeđe područje, ponekad će se na smeđem području dogoditi i razvoj litija.