Myndunarbúnaður og forvarnir gegn dendrítísku litíum

Form:

Til að setja það einfaldlega þýðir dendritískt litíum að innihald litíums sem er innbyggt í grafítið er umfram þol og umfram litíumjónir sameinast rafeindunum sem skutað er úr neikvæða rafskautinu og byrja að leggjast á yfirborð neikvæðu rafskautsins. Í því ferli að hlaða rafhlöðuna gefur að utan spennu að utan, þannig að hægt er að draga litíumjónin í jákvæða rafskautsefninu út í raflausnarmiðilinn. Á sama hátt munu litíumjónin í raflausninni færast til kolefnislagsins undir skilningi ytri spennumismunar. Grafít er með lagskiptan farveg og litíum kemur inn í farveginn til að mynda kolefnis-litíum efnasamband með kolefni og myndar grafít milliverkunarefnasamband eins og LiCx (x=1 ~ 6). Rafefnafræðileg viðbrögð við neikvæðu rafskauti litíumrafhlöðu geta komið fram með eftirfarandi formúlu:

Í þessari formúlu er breytu sem er, ef þetta tvennt er tekið saman, verður framleitt dendritískt litíum. Hérna er hugtak sem allir þekkja, grafít intercalation efnasamband. Grafít interlaminar efnasambönd (í stuttu máli GIC) eru kristölluð efnasambönd sem nota eðlisfræðilegar eða efnafræðilegar aðferðir til að setja hvarfefni sem ekki eru kolefni á milli grafítlaga og sameinast sexhyrndu netplani kolefnis og viðhalda lagskiptum grafít uppbyggingu.

Lögun:

Dendrít litíum er almennt komið fyrir á snertistöðu milli skiljunnar og neikvæða rafskautsins. Nemendur sem hafa reynslu af því að taka rafhlöður í sundur ættu oft að finna lag af gráu efni á skiljunni. Já, það er úrkoma úr litíum. Dendrít litíum er litíum málmur sem myndast eftir að litíum jónir fá rafeindir og litíum málmur getur ekki lengur myndað litíum jónir til að taka þátt í hleðslu og útskrift viðbrögðum rafgeymisins, sem leiðir til minnkandi rafgeymisgetu. Dendrít litíum vex frá yfirborði neikvæðu rafskautsins í átt að skiljunni. Ef litíum málmur er stöðugt afhentur mun hann að lokum stinga í aðskilnaðinn og valda skammhlaupi í rafhlöðunni, sem veldur öryggis rafhlöðu.

Áhrifaþættir:

Helstu þættir sem hafa áhrif á myndun dendrítísks litíums eru: grófleiki neikvæða rafskautsflatarins, styrkleiki litíumjóna, straumþéttleiki o.s.frv. Að auki er SEI filman, tegund raflausnar, styrkur leysins og áhrifarík fjarlægð milli jákvæðu og neikvæðu rafskautanna hafa öll áhrif á dendritic Myndun litíums hefur ákveðin áhrif.

1. Yfirborðsleysi neikvæðs rafskauts

Yfirborðsleysi neikvæða rafskautsins hefur áhrif á myndun dendrítísks litíums. Því grófara sem yfirborðið er, því meira stuðlar að myndun dendrítís litíums. Myndun dendritískrar litíums felur í sér rafefnafræði, kristöllun, hitafræði og hreyfifræði. David R. Ely Það er nákvæm lýsing í greininni.

2. Litíum jón styrkleiki og dreifing

Eftir að litíumjónin eru dregin út úr jákvæða rafskautinu fara þau í gegnum raflausnina og skiljuna og taka við rafeindum við neikvæðu rafskautið. Í hleðsluferlinu eykst styrkur litíumjónar jákvæðu rafskautsins smám saman og litíumjónstyrkur neikvæðu rafskautsins lækkar vegna stöðugs samþykkis rafeinda. Í þynntri lausn með miklum straumþéttleika verður jónastyrkurinn 0. Á þessum grundvelli Fleury o.fl. Líkanið sem komið var á fót með Chazalviel sýnir að þegar jónastyrkurinn er lækkaður í 0 mun neikvæða rafskautið mynda staðbundið rýmisgjald og mynda dendritic uppbyggingu. Vöxtur dendritískrar uppbyggingar er sá sami og jónaflóttahraði í raflausninni.

3. Núverandi þéttleiki

Í greininni Dendrite Growth in Lithium / Polymer Systems, telur höfundur að vaxtarhraði þjórfé dendritic lithium sé nátengdur núverandi þéttleika, eins og sýnt er í eftirfarandi formúlu:

Ef núverandi þéttleiki er minnkaður getur vöxt dendritískrar litíums seinkað að vissu marki, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan:

Hvernig á að forðast:

Myndunarbúnaður dendritískrar litíums er ennþá skýr, en það eru mörg vaxtarlíkön af litíum málmi. Samkvæmt myndun dendritic litíums og áhrifaþátta er hægt að forðast myndun dendritic lithium úr eftirfarandi þáttum:

1). Stjórna flatleika neikvæða rafskautsefnisins.

2). Stærð neikvæðu rafskautanna ætti að vera minni en afgerandi hitafræðilegur radíus.

3). Stjórna vætni rafgeymslu.

4). Takmarkaðu málunarmöguleikann undir mikilvægum gildi. Að auki er hægt að bæta hefðbundna hleðslu- og losunaraðferð. Til dæmis má skoða púlsaðferðina.

5). Bætið við raflausnaraukefnum sem koma á stöðugleika í neikvæða viðmóti rafskautsins

6). Skiptu um fljótandi raflausn með sterku hlaupi / föstu raflausni

7). Settu á fót styrkleika litíumskauta yfirborðs hlífðarlag

Að lokum skildu eftir tvær spurningar í lok greinarinnar sem allir geta rætt:

1). Hvar eiga sér stað rafefnafræðileg viðbrögð litíumjónar? Einn er massafasa massaflutningurinn eftir að rafefnafræðileg viðbrögð litíumjóna á grafít yfirborðinu ná mettun. Annað er að litíumjónir flytjast inn í grafítlögin um kornmörk grafítkristallanna og hvarfast innan grafítsins.

2). Verða viðbrögðin milli litíumjóna og grafíts kolefnis-litíumsambönd og dendritískt litíum fram samtímis eða í röð?