Jednostavno predstavljanje kvara litijum-jonske baterije
Litij-ionske baterije često ne uspijevaju u procesu upotrebe ili skladištenja, uključujući smanjenje kapaciteta, povećani unutrašnji otpor, udvostručenje smanjenja performansi, proizvodnju plina, curenje, kratki spoj, deformaciju, termičku kontrolu, analizu litija itd., Što ozbiljno smanjuje performanse upotrebe , pouzdanost i sigurnost litijum-jonskih baterija. Ovi fenomeni kvara uzrokovani su složenom interakcijom kemijskih i fizičkih mehanizama unutar baterije.
Sistem litijum-jonskih baterija je složen i uključuje termodinamiku, dinamiku, mikrostrukturu, međugrupnu interakciju i reakciju, reakciju na površinskom interfejsu i druge aspekte. Pravilna analiza i razumijevanje fenomena kvara igra važnu ulogu u performansama i tehničkom poboljšanju litij-ionskih baterija. Ovaj rad predstavlja uvod u mehanizam kvara baterije.
Kvar i mehanizam kvara litijum-jonske baterije
pad kapaciteta
Uglavnom se dijeli u dvije kategorije: povratni pad kapaciteta i nepovratno slabljenje kapaciteta. Reverzibilno slabljenje kapaciteta može vratiti izgubljeni kapacitet prilagođavanjem sistema punjenja i pražnjenja baterije i poboljšanjem okruženja za upotrebu baterije; nepovratni pad kapaciteta je nepovratni gubitak kapaciteta uzrokovan nepovratnim promjenama unutar baterije.
Glavni uzrok kvara prigušenja kapaciteta baterije je kvar materijala i usko je povezan s objektivnim faktorima kao što su proces proizvodnje baterija i okruženje za upotrebu baterija. S materijalnog gledišta, glavni uzroci kvara uglavnom uključuju strukturni kvar katodnog materijala, prerastanje negativne površine elektrode SEI, raspadanje i propadanje elektrolita, koroziju kolektorske tekućine, nečistoće u sustavu itd.
Unutrašnji otpor
Unutrašnji otpor litijum-jonske baterije povezan je sa unutrašnjim elektronskim prijenosom i procesom prenosa jona u baterijskom sistemu, uglavnom podijeljen na omski otpor i polarizacijski unutrašnji otpor. Unutrašnji otpor polarizacije uglavnom je uzrokovan elektrokemijskom polarizacijom, uključujući elektrokemijsku polarizaciju i debelu diferencijalnu polarizaciju. Glavni faktori koji uzrokuju povećanje unutrašnjeg otpora litij-ionske baterije podijeljeni su u ključne materijale baterije i okruženje za upotrebu baterija.
Kratki spoj
Performanse kratkog spoja mogu se podijeliti u četiri kategorije:
Kratki spoj između sabirne tekućine od bakra / aluminija;
Kvar dijafragme gubi elektroničku izolaciju ili promjenu praznine ambasador pozitivan i negativan mikro kontakt, lokalna groznica je ozbiljna, a zatim se u procesu daljnjeg punjenja i pražnjenja može širiti okolo, stvarajući gubitak toplinske kontrole;
Nečistoće prijelaznog metala u katodnoj kaši ne uklanjaju se čiste, probijajući membranu, niti potiču stvaranje negativnog kristala litija koji dovodi do unutrašnjeg kratkog spoja;
Litijumski kristal vodi do unutrašnjeg kratkog spoja.
Osim toga, u procesu projektiranja i proizvodnje baterija ili u procesu sastavljanja akumulatora, nerazuman dizajn i prekomjerni lokalni pritisak također će dovesti do unutrašnjeg kratkog spoja; pod vodstvom prekomjernog punjenja i preopterećenja baterije, unutarnjeg kratkog spoja, uglavnom zbog korozije kolektorske tekućine, pojave taloženja na površini elektrode, ozbiljni slučajevi povezat će pozitivne i negativne polove kroz membranu
Proizvodnja plina
Proizvodnja plina litij-ionskih baterija uglavnom se dijeli na normalnu proizvodnju plina i nenormalnu proizvodnju plina. Pojava proizvodnje plina u procesu akumulatorske baterije je normalna. H C2H22, CO2 nastao je esterskom reakcijom s jednim / dvostrukim elektronom. Nenormalna proizvodnja plina uglavnom je samo u procesu ciklusa baterije, prijelazna potrošnja plina za oslobađanje elektrolita ili katodnog materijala, oslobađanje kisika i drugi fenomeni, često se pojavljuju u bateriji mekog pakiranja, što rezultira prekomjernim unutarnjim pritiskom baterije, lomljenjem ambalaže od aluminija film, problemi s unutrašnjim kontaktom jezgre itd.
termalni beg
Kontrola toplinskog bijega odnosi se na brzo povećanje lokalne ili ukupne temperature unutar litij -ionske baterije, toplina se ne može raspršiti na vrijeme, velika količina se nakuplja u unutrašnjosti i izaziva daljnje sekundarne reakcije.
Kako bi se spriječili ozbiljni sigurnosni problemi uzrokovani litij-ionskom baterijom u termičkoj kontroli, često se usvajaju PTC, sigurnosni ventil i film za provođenje topline i druge mjere, a istovremeno i dizajn baterije, proces proizvodnje baterije, sustav upravljanja baterijom, baterija korištenje okoliša i drugi aspekti zahtijevaju sistematsko razmatranje.
litijumpadavine
Taloženje litija relativno je uobičajen fenomen starenja i kvara litij-ionskih baterija. Izraz je uglavnom sloj sivih, sivo-bijelih ili sivo-plavih tvari koje se pojavljuju na površini lista negativne elektrode, a koje su metalni litij taložen s površine negativne elektrode.
