Razlozi za razvoj litij-ionskih baterija litijem izuzetno su čest abnormalni fenomen u industriji litijevih 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-ionskim baterijama podijeljeni su u pet kategorija: razvitak litija uzrokovan nedovoljnom maržom negativne elektrode; razvoj litija uzrokovan mehanizmom punjenja; razvoj litija uzrokovan abnormalnim putem uvođenja litija; razvoj litija uzrokovan 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 litij-ionskim baterijama uzrokovan nedovoljnom maržom negativne elektrode

Nakon što se litij-ioni tijekom punjenja oslobode iz pozitivne elektrode, moraju imati odredište. Općenito govoreći, sudbina se treba ugraditi u negativnu elektrodu, ali kada je negativna elektroda nedovoljna i negativna elektroda može umetnuti litijeve ione manje od deinterkaliranih litijevih iona pozitivne elektrode, litijevi ioni mogu se taložiti samo na površini negativne elektrode elektroda. Nedovoljni višak negativne elektrode može se smatrati najčešćim uzrokom oborina litija.

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

(1) Razvoj litija s nedovoljnim viškom konvencionalne anode

Kad je negativna elektroda pretjerano nedovoljna, nema dovoljno prostora za umetanje litijevih iona s pozitivne na negativnu elektrodu. Stoga se na površini negativne elektrode može stvarati i taložiti samo metalni litij. Budući da je stupanj nedovoljnog viška negativne elektrode općenito jednoličan, a litijevi ioni ekstrahirani iz pozitivne elektrode također ravnomjerno dolaze na negativnu elektrodu, evolucija litija uzrokovana nedovoljnom negativnom elektrodom također je jednoliki sloj. Ozbiljnost evolucije litija povezana je s nedostatkom negativnog viška elektroda. Stupanj je usko povezan, što je veći stupanj viška i nedostatka, to su litijske oborine ozbiljnije.

(2) Analiza litija na yin i yang

Kad je ćelija baterije presvučena teškim premazom s jedne strane pozitivne elektrode ili lagano presvučena s jedne strane negativne elektrode, to će uzrokovati da litij s obje strane negativne elektrode akumulatorske ćelije taloži litij s druge strane , koja je obično poznata kao Yin i Yang strana. Sučelje anodne i katodne ćelije na strani koja razvija litij potpuno je isto kao i na negativnoj elektrodi 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 litij.

2. Izbacivanje litija iz litij-ionskih baterija nepravilno proizvedenih od strane 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) Litijeve oborine punjenjem pri niskim temperaturama

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

(2) Analiza litija punjenjem velike brzine

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

(3) Prekomjerno punjenje litija

Kada napon punjenja ili kapacitet punjenja baterije znatno premaši projektnu vrijednost, iz pozitivne elektrode izvući će se više suvišnih litijevih iona. Budući da je negativna elektroda konstruirana, nema prostora za ove suvišne litijeve ione. Litij je neizbježan. Tijekom prekomjernog punjenja, deinterkalacija litijevih iona iz pozitivne elektrode je jednolična i ne razlikuje se od položaja stupa, tako da je razvoj litija uzrokovan prekomjernim nabiranjem također jednoliki sloj.

3. Razvoj litija u litij-ionskim baterijama uzrokovan abnormalnim putovima umetanja litija

Tijekom punjenja litij-ionske baterije, litijevi se ioni ekstrahiraju iz pozitivne elektrode, a zatim se kroz elektrolit ubacuju u negativnu elektrodu. Međutim, ako sučelje između pozitivne i negativne elektrode nije u dobrom kontaktu, to će uzrokovati taloženje litijevih iona na površini negativne elektrode. Pojedinosti su sljedeće:

(1) Nabori dijafragme za analizu litija

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

(2) Deformacija ćelije baterije za analizu litija

Kad je debljina ćelije baterije velika, lako se deformira. 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 tekućine, sučelje neće biti previše problematično. Međutim, za neke tanke stanice 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 sučelju, ako se na površinu ne izvrši pritisak prije i za vrijeme formiranja, plinovi za formiranje ne mogu se potpuno isprazniti i to će utjecati na kontakt sučelja, što će rezultirati nedovoljnim litijom poput točke umetanje i tačkaste litijeve oborine.

4) Učvršćenje se oblikuje u litij bez pritiska

Budući da formiranje učvršćenja često prati visoka struja i visok naboj SOC, brzina stvaranja 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 stvorena učvršćenjem, ali ne i pod tlakom, sve dok se problem pronađe prije otplinjavanja, zatim o malom strujnom pražnjenju s učvršćenjem i formacija se može izvesti ponovno. Sučelje je značajno poboljšano.

(5) Sažetak analize litija:

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

4. Razvoj litija iz litij-ionske baterije uzrokovan abnormalnim glavnim materijalom

Tijekom postupka punjenja odredište litijevih iona je prodrijeti u SEI film i konačno biti ugrađeni u negativnu elektrodu. Ako postoji problem sa SEI filmom ili negativnom elektrodom, zbog čega se litijevi ioni ne mogu normalno umetnuti, rezultat može biti samo razvoj litija.

(1) Litij drobi negativna elektroda

Kad sabijanje lista negativne elektrode prijeđe svoju granicu, litijevi ioni će se taložiti na površini negativne elektrode kad je struktura negativne elektrode zdrobljena ili nema dovoljno prostora za umetanje. Razvoj litija uzrokovan drobljenjem negativne elektrode nije popravljiv poput lošeg kemijskog kontakta i ima fatalan utjecaj na kapacitet i ciklus baterije.

(2) Razvoj litija uzrokovan manjim brojem elektrolita

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

(3) Razvoj litija s neusklađenim elektrolitom

Načelo evolucije litija uzrokovano ovim razlogom Wenwu nije u potpunosti razumio. Pretpostavlja se da se elektrolit i negativna elektroda ne podudaraju, što uzrokuje da je SEI film pregust ili neravan, a zatim ometa umetanje litijevih iona; ili se elektrolit ne može u potpunosti infiltrirati u negativnu elektrodu, što uzrokuje poteškoće pri umetanju litij-ionskih iona.

(4) Razvoj litija uzrokovan izravnim 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 litijevih iona u negativnu elektrodu i uzrokovati razvoj litija tijekom postupka punjenja. Odgovarajuća slika analize litija je poput mjesta kao što je prikazano na gornjoj slici.

(5) Sadržaj vode premašuje standard za analizu litija

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 umetanje litijevih iona u negativni elektroda i čineći nepravilnosti na gornjoj slici Smeđe područje, ponekad će se na smeđem području dogoditi i razvoj litija.