새로운 세대의 2 차 배터리 기술로서, 리튬 이온 배터리는 카드뮴-니켈과 수소-니켈 배터리를 교체 한 후 에너지 밀도의 이점으로 인해 빠른 개발을 달성했으며 . 그러나 . 그러나 충전 및 방전주기의 열악한 안정성은 핵심 병력 제한 개선이되었습니다. 과충전, 전해질 분해 및 자체 전하와 같은 코어 영향 요인을 분석하는 데 중점을 둔 리튬 이온 배터리에서 .
양성 및 음성 전극의 질량 비율은 배터리 성능과 밀접한 관련이 있습니다. . 질량 비율이 너무 작을 때 음성 전극 재료의 활성 물질을 완전히 활용하여 자원 낭비를 초래할 수 없습니다. 질량 비율이 너무 큰 경우, 충전 중에 음의 전극이 과충전되기 쉬우 며, 안전 위험 . 따라서, 양수 및 음극의 질량 비율이 최적의 값에 도달 할 때만 배터리 성능을 최대화 할 수 있습니다 ..
이상적인 리튬 이온 배터리 시스템에서 용량 균형은주기 전체에서 일정하게 유지되며 각 사이클의 초기 용량은 비교적 안정적이지만 실제 배터리 작동은 이론보다 훨씬 복잡합니다 (. 생산과 전자의 생산과 전자의 소비와 관련된 모든 부수적 반응은 원래 용량 균형을 방해 할 것입니다. 자발적으로 복원 할 수 없으며, 정상적인 리튬 이온 삽입 및 제거 산화 환원 주요 반응 외에도 리튬 이온 배터리의 작동 중 사이클 수 . 수의 증가에 따라 영향이 계속 축적 될 것입니다. 전해질 분해, 활성 재료 해부 및와 같은 많은 부작용이 있습니다. {6}.. {6}. 용량 균형의 불균형과 배터리 성능 감소 .
이유 1 : 과충전
리튬 이온 배터리가 과충전되면, 양극과 음극과 전해질 사이의 부작용은 용량 손실을 크게 강화시킬 것입니다. . 특정 증상은 다음과 같습니다.
1. 흑연 양극 및 리튬 금속 증착의 과충전 .
배터리가 과충전되면 리튬 이온의 감소 속도는 임베딩 속도를 초과하여 리튬 금속 (li주)이 양극의 표면에 퇴적되게합니다. . 용량에 대한 영향에는 다음이 포함됩니다.
활성 리튬 손실 :퇴적 된 리튬은 내장 및 재 뿌리기의 사이클링 시스템을 잎으로, 총 모바일 리튬 이온의 총량을 직접 감소시킨다;
인터페이스 부작용 :리튬 금속은 전해질 (예 : 용매 DMC, 전해질 Lipf₆)과 반응하여 리코 ₃, LIF 등과 같은 고체 생성물 ({0}}}, 활성 물질 소비 및 전극 구멍을 차단합니다.
내부 저항 증가 :리튬 수상 돌기는 음성 전극 - 분리기 계면에서 자랍니다. 분리기 구멍에 침투하여 이온 투과의 저항을 증가시킬 수 있습니다.
전해질 소비 :활성 리튬은 전해질과 계속 반응하여 용매 및 리튬 염 농도가 감소하여 이온 전도의 효율을 감소시킨다 ..
주요 영향 요인 :
편광 효과 :빠른 충전 (고전류 밀도)은 양극 및 음극에서 활성 물질의 비율이 정상이더라도 리튬 수상 돌기의 성장을 유발할 수있다.
비율 불균형 :양성 활성 물질이 과도한 경우 (= m⁺/m⁻=최적 값) 음의 전극의 사용 가능한 리튬 용량이 불충분하고 과충전의 위험이 크게 증가합니다 (.
2. 양의 전극 과하 반응
양의 전극 활성 재료 대 네거티브 전극 활성 물질의 비율이 너무 낮을 때, 양극 전극의 과충전이 발생할 수 있습니다 .
양성 전극의 과충전으로 인한 용량 손실은 주로 전기 화학적 불활성 물질 (예 : CO3O4, MN2O3 등)의 생성에서 발생하며 전극 사이의 용량 균형을 방해하고 돌이킬 수없는 ..
3. 과충전 동안 전해질의 산화 반응
전압이 4 . 5V를 초과 할 때, 전해질은 불용성 물질 (예 : Li2CO3) 및 가스를 산화시키고 생성하여 이들 불용성 물질은 전극의 미세 기공을 막고 리튬 이온의 마이그레이션을 방해하고 사이클링 공정 동안 용량 손실을 방해합니다.
이유 2 : 전해질 분해 (감소)
1. 양극 전극 표면에서 전해질의 산화 분해
전압이 4 . 5V (vs {. li/li⁺)를 초과 할 때, 전해질은 양의 전극에 산화 반응을 겪을 수 있으며,이 제품들은 전극 기름을 막을 것이다. 저하 . 또한 산화 반응은 가스 (예 : CO₂ 및 O₂)의 방출을 동반하여 배터리의 내부 압력이 증가하고 잠재적 안전 위험을 야기합니다.
2. 음극 표면에서 전해질의 감소 분해
흑연 및 기타 리튬 상호 계산 탄소 음극 전극의 표면에서, 전해질의 감소 분해는 배터리 성능에 영향을 미치는 주요 공정이다.
- 초기 영화 형성 :
첫 번째 충전 동안, 전해질 (예 : EC- 기반 용매)은 음의 전극 표면에서 감소하여 Li로 코타, lioco₂li, lif 등 .로 구성된 고체 전해질 계면 막 (SEI 멤브레인)을 생성합니다. . 이상적인 SEI 멤브레인은 이온 전도도를 가질 수 있으며, 전자 절연을 방지 할 수 있으며, 전자 절제를 방지 할 수 있습니다. 음의 전극 구조;
- 돌이킬 수없는 용량 손실 :
필름 형성 공정 동안, 활성 리튬 (전해질 리튬 염 또는 양성 전극의 리튬 각질 제거)이 소비되어 최초의 충전 및 배출 효율 (쿨롱 효율)이 100%보다 낮습니다 ({1}} 전형적으로, 흑연 음성 전극의 첫 번째 쿨롱 효율은 90%에서 95%입니다.
- 사이클링 안정성 :
정상 사이클링 중에 SEI 멤브레인은 동적 균형을 유지하며 전극 부피 변화 (예 : 리튬 삽입 팽창 팽창) .로 인해 막이 파열되면 약간의 수리 만 발생합니다. 따라서 전해질 소비는 비교적 낮은 수준 .에서 제어됩니다.
3. 전해질 감소
그것은 일반적으로 탄소 전극의 표면에 막의 형성에 관여하는 것으로 여겨지고, 전해질의 유형과 농도는 탄소 전극 .의 성능에 영향을 미칠 것입니다 . 경우에 따라 전해질의 감소는 탄소 표면을 안정화시키는 데 도움이되고, 필요한 통과 계층을 형성하는 데 도움이됩니다. 용매 . 음성 전극 증착 필름에 혼합 된 환원 제품은 배터리의 용량 부패에 영향을 미칩니다 .
예를 들어, 리튬 헥사 플루오로 포스페이트, 리튬 과염소산염 및 리튬 비스 (Trifluoromethanesulfonylimide)는 탄소 전극의 표면에서 환원 반응을 겪는 전해질을지지하는 전해질을지지한다. 생성물은 조밀하고 이온-도전성 필름 층을 형성 할 수 있으며, 반대로 전해질의 지속적인 침투를 억제 할 수 있으므로, 부산물에 의한 막 구조 문제 또는 부식으로 인해 용량 부패로 인해 용량 부패가 발생할 수 있습니다. 용량 유지율 및 인터페이스 안정성의 균형을 맞추기 위해 최적화 .
4. 불순물 감소
전해질의 수분 함량이 너무 높을 때, 물 분자는 전극 표면에서 감소 반응을 겪고, lioh 및 li₂o 증착 층 . . 관련 반응은 haxo를 형성하기 위해 lio 및 h₂와 결합하기 위해 전자를 얻기 위해 전자를 얻는 전자를 얻는다. 전극 표면의 고 저항 필름 층, 리튬 이온의 흑연 전극에 리튬 이온의 삽입을 방해하여 돌이킬 수없는 용량 손실 .를 초래하지만, 용매에서 소량의 물 (100-300 × 10 × 10)은 흑연 전극의 성능에 큰 영향을 미치지 않습니다..}.
용매에서의 COS는 음성 전극에서 CO 가스를 형성하기 위해 감소하고 Li로 코스 고체 . CO는 배터리의 내부 압력을 증가시키는 반면, Li₂o₃는 배터리의 내부 저항을 증가시킨다. 탄소, 탄소 전극상의 전해질의 감소 거동은 금속 리튬 표면에서의 감소 동작 . 불순물의 감소에 의해 생성 된 다양한 제품은 저항 필름 형성, 가스 생성 또는 인터페이스 특성 변화와 같은 경로를 통해 배터리의 용량 및 사이클 성능에 영향을 미친다.
이유 3 : 자기 혐의
리튬-이온 배터리의 자체 혐의는 배터리의 용량이 . 공개 회로 상태에있을 때 시간이 지남에 따라 배터리 용량이 자연스럽게 감소하는 현상을 말합니다.이 프로세스로 인한 용량 손실은 가역적이고 돌이킬 수없는 유형으로 나눌 수 있습니다. 배터리 .
돌이킬 수없는 용량 손실은 주로 충전 중 .의 양성과 음극과 전해질 사이의 마이크로 세포 반응에서 비롯됩니다.
예를 들어, 리튬-망간 산화물 양극 전극은 탄소 검은 색 또는 전류 수집기의 표면 상에 용매 PC와 반응하고, 산화 환원 반응을 겪고, 용매 분자는 동시에 자유 라디칼을 생성하도록 산화되며, 동시에, 리튬 이온은 양의 전극 재료로부터 탈착된다. PF₆⁻ 분해 및 리튬이 내장되고 탄소가 탈착되고 산화되어 .이 공정은 활성 재료를 소비하고 양성 및 음성 전극 사이의 용량 균형을 방해하여 충전 중에 용량이 회복되는 것을 방해합니다 ..
자가 차지 속도는 양의 전극 재료의 제조 공정에서 많은 요인 .에 의해 영향을받습니다. 더 많은 표면 결함과 더 큰 특이 적 표면적을 가진 입자가 더 빠르게 자체 차전 할 것입니다 . 배터리 제조 공정의 정밀도는............ 예를 들어, PC는 안정적인 필름 형성을 갖는 반면 PC는 쉽게 산화되는 반면, 리튬 염의 유형은 측면 반응 경로에 영향을 미칩니다. . 온도 상승은 자체 차지 동역학을 상당히 가속화 할 수 있습니다. 온도 . 시간 축적은 부산물의 증착을 악화시킬 것입니다 . 다이어프램 누출 전류는 또한자가 차지를 유발할 수 있지만 속도는 매우 낮고 온도와 관련이 없으므로 주요 메커니즘이 아닙니다 ..
