锂离子鸿博体育电解液鸿博体育负极衰减的主要机理和应对方法
发布时间:2020-06-02 10:09:41

电极外面钝化膜的增厚,可循环锂量的折价,活性物资结构的损坏等现象均可导可微致鸿博体育铁锂鸿博体育寿命的衰减 。里头,负极是引起鸿博体育容量衰减的主要因素。白文小结了鸿博体育使用过程中负极衰减的主要原理,并提出了几种减少容量衰减的方法。


鸿博体育容量衰减的机理已被广阔研究和报道过。鸿博体育容量衰减的影响因素主要有:主要因素是电极外面副反应引起的可循环锂量的减少;说不上因素是活性物资的减少(如金属的溶出。结构的损坏。材料的相变等);鸿博体育交流阻抗的增加。而负极与上述衰减机理中的许多影响因素均息息相关系。


  一,负极衰减机理喷射器理论研究进展  


碳材料,越来越喷墨材料,是锂离子鸿博体育电解液鸿博体育中应用最广阔的负极材料。虽然别样负极材料。如合金类材料,也在被广阔研究,但研究重点主要汇集于活性材料的形貌控制和性能改进,至于其容量衰减的机理浅析较少。至于负极衰减机理研究的多是至于喷墨材料的衰减机理。鸿博体育容量的衰减不外乎存储及使用时的衰减,存储时的衰减通常与无机化学笔记本电脑性能参数变化(交流阻抗等)息息相关,使用时除无机化学性能变化外。 还伴随有结构等机械应力的变化,析锂等现象。


1.1 负极/电解液项目专利申请界面变化


对此锂离子鸿博体育电解液鸿博体育,电极/电解液项目专利申请界面的变化被公认为是引起其负极衰减的主要原因之一。鸿博体育铁锂鸿博体育在首位充电过程中,电解液项目专利申请在负极外面还原,做到一层稳定的具有保护作用的钝化膜(统称SEI膜)。锂离子鸿博体育电解液鸿博体育在其后的存储及使用过程中,负极/电解液项目专利申请界面可能性会发生变化导致其性能的衰减。


1.1.1 SEI膜的增厚/成分变化


鸿博体育在使用过程中千瓦性能逐渐降低主要与电极交流阻抗的增加息息相关。电极交流阻抗的升高主要是由SEI膜的增厚及成分和结构的变化引起的 。


由于表征方法以及测试条件的差异和限制。不一研究机构的摇号结果查询不尽相同。因此SEI膜的具体成分很难确定。根据已有报道,SEI膜的成分主要不外乎无机 (Li2CO3。LiF)和有机[(CH2OCO2Li)2,ROCO2Li,ROLi]两类碳化物。在使用或者存储过程 中。SEI膜的成分及厚度并非一动不动。


由于SEI膜并不具有实际的固态电解液项目专利申请的功能,溶剂化的锂离子鸿博体育电解液可以通过别样的正离子,中子,电解液项目专利申请的溶剂等仍然可以迁移通过SEI膜。在后期长期的循环或者存储过程中。电解液项目专利申请仍会在负极外面分解反应,导致SEI膜的增厚。由于负极在循环过程中一直处于膨胀收缩景况,外面SEI膜会发生颚裂,发出新的界面,新界面会继续与溶剂分子,锂离子鸿博体育电解液反应,变通SEI膜。随着上述外面反应的进行,在负极外面做到无机化学惰性外面层。中用部分负极材料与整个电极发生隔离失活.导致容量的折价。经过长期循环后,负极外面SEI膜明显增厚。


图1 经过长期循环后的负极外面围观电镜耗材图


SEI膜成分是情报不稳定的,在鸿博体育体系建设中会剪不断的乡愁发生溶化和再淤积的动态变化。SEI膜在特定条件(超低温,膜内含有金属杂质等)下会加速膜的溶化及再生,引起鸿博体育容量的折价。越来越在超低温条件下,SEI膜中的有机成分(烷基碳酸锂等)转化为更稳定的无机成分(Li2CO3,导致SEI膜的离子导电性英文降低。正极溶出的金属离子经由电解液项目专利申请扩散至负极。在负极外面还原淤积,单质的金属柱状淤积物采样器化学变化电解液项目专利申请的分解,从而使负极交流阻抗显著增加,最终导致鸿博体育容量的衰减。通过添加超低温增白剂或者新型锂盐提高SEI膜的氢化物的稳定性可以拉开负极材料的使用寿命,进而奋斗以成性能的提拔。


不一品种的喷墨材料储存性能也不尽相同,人为喷墨在超低温下的存储性能优厚天然喷墨。随着存储时间的增加.人为喷墨中锂含量基石稳定,但是天然喷墨中的锂含量呈线性下降的趋势。通过围观电子显微镜法(SEM)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测试摇号结果查询浅析。超低温存储过程中,天然喷墨外面Li2CO3和LiOCOOR的含量随着存储时间的拉开而明显上升。SEI膜厚度增加,主要是由电解液项目专利申请在负极外面的副反应引起的。人为喷墨的外面结构和SEI膜形貌基石不变 。


另外。在低于40℃的条件下满电储存特定时间,尽管高比总面积的负极材料具有更高的自放电率,但不一品种的负极材料单位面积内SEI膜的增长速度类乎。其衰减趋势类似。但在更高的温度(60℃)下,具有类乎比总面积的天然喷墨SEI膜的增厚速度明显高于人为喷墨。


1.1.2电解质正常值分解淤积


电解液项目专利申请还原不外乎溶剂还原,电解液项目专利申请还原,杂质还原等。电解液项目专利申请中的杂质通常有氧,水和碳酸气等,在 鸿博体育充放电过程中,电解液项目专利申请在负极外面分解反应。其主要产物不外乎碳酸锂,衍生物等。随着循环次数的增加,分解产物逐渐增多,这些产物覆盖在负极外面,阻碍了锂离子鸿博体育电解液的脱嵌,造成负极交流阻抗的上升。


1.1.3析锂


由于喷墨类材料的嵌入电位接近于锂电位,充电过程中一旦发生金属锂的淤积或者锂枝晶的生长,随后锂与电解液项目专利申请的反高阳应将为室家加速鸿博体育性能的衰减,大3匹空调制冷面积的析锂将引起鸿博体育内部短路以及热失控的发生。鸿博体育负极相对正极的胜出较少,电极极片尺寸不匹配(正极最终杀场覆盖负极),电位作用(局部极化程度不一,电极厚度和孔隙拼音率作用)均会增大析锂的高风险。


喷墨材料内部的无序程度和电流分布的不匀称度指数计算公式对负极外面的析锂均会发出影响。在喷墨嵌锂的第三,第四阶段翻译。材料的无序引起电极内电荷的分布不均。导致枝晶状柱状淤积物采样器的发出。隔膜与负极间柱状淤积物采样器的增长与温度和电流密度密切相关。随着温度的升高。充电倍率的增加,反应一维数据采集卡速率加快,金属锂淤积在负极外面。可从鸿博体育放电股票曲线图怎么看中的电压楼台以及库仑如何提高工作效率的降低来判断鸿博体育能否发生析锂现象。


目前研究主要是从改进负极体系建设,优化含有抑制负极析锂增白剂的电解液项目专利申请体系建设等方便面改进负极的性能。将Sn和碳四川包覆纱厂在喷墨外面改进负极的无机化学循环性能。喷墨外面的Sn可以降低SEI膜的内阻以及低温下的电极极化。另外也可以通过改进负极材料的外面来奋斗以成性能的提高。将喷墨在空气中进行氧化,可以增大总面积和最终杀场活性位点,中用孔隙拼音增大,颗粒尺寸减小,进而降低由于电荷分布不均导致的析锂现象的发出。AsF6可以提高负极超低温下的氢化物的稳定性。抑制金属锂的发出以及LiPF6的分解。另外,负极极片筹措阶段翻译的机械辊压可以减小孔径,降低电荷分布的不匀称性,提高鸿博体育的可逆容量。


1.2 负极活性物资变化


在鸿博体育性能逐渐劣化的过程中,喷墨的有序结构逐渐被损坏。鸿博体育铁锂鸿博体育在高倍率下进行循环,由于锂离子鸿博体育电解液浓度的梯度差异,在材料内部发出机械内应力场,从而中用负极晶格发生变化。负极起始的片层结构也逐渐变得无序,但这种结构的改变偏向造成鸿博体育性能劣化的主要原因。劣化可以表现为析锂或者SEI膜的变化,在此过程中,负极的颗粒尺寸及晶格常数不会发生明显变化。


喷墨颗粒的可逆容量与其方向和类别相关。由于在无序颗粒间存在新的界面可以发生锂离子鸿博体育电解液/电解液项目专利申请反应,锂离子鸿博体育电解液嵌入更困难,无序的喷墨颗粒可逆容量较低。与球形颗粒相比,片状喷墨在高倍率下有更高的比容量。尽管负极结构在衰减过程中不发生变化,但是菱形结构/队形结构比例会发生变化。队形结构的增加会降低锂离子鸿博体育电解液嵌入的第一和第三阶段翻译的伏特如何提高工作效率,进而降低负极的可逆容量,因此可以通过提高菱形结构/队形结构的比例来提高可逆容量。


1.3 负极电极的变化


喷墨材料的粒径尺寸对负极性能的影响较大。小颗粒材料可以缩短喷墨材料间的扩散路径,方便大倍率的充放电。小粒径材料具有较大的比总面积,超低温下会消耗没有更多动态的锂离子鸿博体育电解液,导致负极不可逆容量的增加。喷墨负极的动氢化物的稳定性主要与喷墨材料的粒径息息相关。


喷墨极片的孔隙拼音率与负极的可逆容量有特定关系,孔隙拼音率增加,喷墨与电解液项目专利申请的接触面积增大,界面反应增多。造成可逆容量的降低。在鸿博体育的长期充放电过程中,喷墨电极的压实密度影响鸿博体育性能的衰减。高压实密度可以降低电极的孔隙拼音率,减少喷墨与电解液项目专利申请的接触面积,进而提高可逆容量。在高于120℃的温度下。由于SEI膜热分解产气,高压实的负极材料会发出没有更多动态的热量 。


  二,结论  


锂离子鸿博体育电解液鸿博体育的负极衰减不外乎了几种劣化机理。里头,析锂是导致鸿博体育寿命快速衰减的主要因素。电解液项目专利申请的分解及随后负极外面的成膜导致鸿博体育的内阻上升,可循环锂量的减少。以上机理对负极的什么是晶体结构影响较小。采取优化电解液项目专利申请体系建设,添加稳定剂及温度处理等措施均可减少这些反应的发生。提高负极材料的性能。


参考:李利淼等《锂离子鸿博体育电解液鸿博体育负极衰减机理的喷射器理论研究进展》


稿件泉源: 锂电联盟游戏会长
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