Põhjused liitiumioonakude liitiumide arengule on liitiumpatareide tööstuses äärmiselt levinud ebanormaalne nähtus.

Erinevad liitiumarengu olekud vastavad sageli erinevatele põhjustele. Põhjuste analüüsimine vastavalt liitiumi evolutsiooniseisundile võib parandada toote saagist.

Üldisest vaatenurgast jagunevad liitiumioonakude liitiumide evolutsiooni põhjused viide kategooriasse: liitiumi evolutsioon, mis on põhjustatud ebapiisavast negatiivsest elektroodimarginaalist; laadimismehhanismi põhjustatud liitium evolutsioon; liitiumi areng, mis on põhjustatud ebanormaalsest liitiumisisestuse rajast; liitiumi areng, mille põhjuseks on ebanormaalne põhimaterjal; Erilistel põhjustel põhjustatud liitium sadestumine kindlas kohas. Järgnevalt selgitatakse liitiumi evolutsiooni konkreetseid põhjuseid eespool nimetatud viie kategooria kategoorias.

1. Liitiumioonakude liitiumareng, mis on põhjustatud ebapiisavast negatiivsest elektroodimarginaalist

Pärast liitiumioonide vabastamist positiivsest elektroodist laadimise ajal peab neil olema sihtpunkt. Üldiselt peab saatus olema kinnitatud negatiivsesse elektroodi, kuid kui negatiivsest elektroodist ei piisa ja negatiivne elektrood suudab sisestada liitiumioone vähem kui positiivse elektroodi deinterskaliseeritud liitiumioonid, saab liitiumioone sadestada ainult negatiivse pinnale elektrood. Ebapiisavat negatiivse elektroodi liia võib pidada liitiumide sadestumise kõige levinumaks põhjuseks.

Vastavalt ebapiisava negatiivse elektroodi liiasuse positsioonile saab selle jagada järgmisse kolme liitiumanalüüsi tingimuste rühma:

(1) Liitium evolutsioon tavapärase anoodi ebapiisava liiaga

Kui negatiivne elektrood on ülemäära ebapiisav, pole liitiumioonide sisestamiseks positiivsest elektroodist negatiivsesse elektroodi piisavalt ruumi. Seetõttu saab negatiivse elektroodi pinnale moodustada ja sadestada ainult metallilist liitiumit. Kuna negatiivse elektroodi ebapiisava ülejäägi aste on üldjuhul ühtlane ja ka positiivsest elektroodist eraldatud liitiumioonid jõuavad ühtlaselt negatiivsesse elektroodi, on ebapiisava negatiivse elektroodi põhjustatud liitiumide areng ühtlane kiht. Liitiumide evolutsiooni raskusaste on seotud ebapiisava negatiivse elektroodi liiaga. Aste on tihedalt seotud, seda suurem on liia ja puuduse määr, seda tõsisem on liitium sademed.

(2) Liitiumanalüüs yinil ja yangil

Kui akuelemend on positiivse elektroodi ühel küljel kaetud raske pinnaga või negatiivse elektroodi ühel küljel kergelt, põhjustab see aku elemendi negatiivse elektroodi mõlemal küljel liitiumil teisele küljele liitiumit , mis on üldtuntud kui Yin ja Yang pool. Anoodi ja katoodielemendi liides liitiumiga areneval küljel on täpselt sama kui negatiivse elektroodi liitiumi või puuduliku liitiumiga, samas kui teine ​​pool on kuldkollane (grafiitanoodi puhul).

(3) Positiivse elektroodi pea on kaetud liitiumit hõrenemata

Kui positiivse elektroodi pead katmise ajal ei lahjendata, võib sideme positiivse elektroodi pea asendis olla paksem, nii et negatiivse elektroodi pea jaoks on liiga palju ja ebapiisavalt, mille tulemuseks on negatiivse pea riba. Analüüsige liitiumit.

2. Laadijate poolt valesti toodetud liitiumioonakude liitiumist väljutamine

Kuna liitium areneb laadimise etapis, peab laadimismehhanismi muutus olema ka üks liitiumide evolutsiooni põhjustest. Järgnevas loendis on toodud mitmed laadimismehhanismist tulenevad liitiumide evolutsiooni juhtumid:

(1) Liitium sadestatakse madalal temperatuuril laadimisega

Liitium sadestumise põhjus madalal temperatuuril laadimisel on see, et negatiivse elektroodi liitiumitakistus madalatel temperatuuridel on oluliselt suurem kui positiivse elektroodi omadel. Ehkki liitiumioonid on positiivsel elektroodil madalatel temperatuuridel suhteliselt kiiresti eemaldatavad, ei saa neid õigel ajal negatiivsesse elektroodi sisestada, põhjustades seega sademeid. liitium.

(2) Liitiumanalüüs kõrge tariifiga

Kui toatemperatuuril laadimine suurendab pimesi laadimiskiirust, põhjustab negatiivne elektrood ka liitium sademeid, kuna liitiumit ei saa kiiresti sisestada. Tavapärase mahutüübi järgi on akuelemendi maksimaalne laadimiskiirus umbes 1C ~ 1,5C. Kui toode peab kasutamise ajal laadimisvoolu veelgi suurendama, on vaja spetsiaalset postitüki ja elektrolüüdi kujundust. Vastasel juhul on liitiumide areng seda suurem, mida suurem on laengumäär.

(3) Liitium ülehinnatud

Kui aku laadimispinge või laadimisvõimsus ületab oluliselt kavandatud väärtust, eraldatakse positiivsest elektroodist rohkem liitiumi ioone. Kuna negatiivne elektrood on konstrueeritud, pole nende liitiumi ioonide jaoks ruumi. Liitium on paratamatu. Ülelaadimise ajal on liitiumioonide deinterskalatsioon positiivsest elektroodist ühtlane ega varieeru postitüki asendiga, seega on ülelaadimisest tingitud liitiumide evolutsioon ühtlane kiht.

3. Liitiumioonakude liitiumi eraldumine, mis on põhjustatud ebanormaalsetest liitiumisisestusteedest

Liitiumioonaku laadimisel eraldatakse liitiumioonid positiivsest elektroodist ja sisestatakse seejärel elektrolüüdi kaudu negatiivsesse elektroodi. Kui aga positiivse ja negatiivse elektroodi vaheline liides ei ole heas kontaktis, põhjustab see negatiivse elektroodi pinnale liitiumioonide sadestumist. Üksikasjad on järgmised:

(1) Diafragma kortsud liitiumianalüüsiks

Kui separaator on oma kvaliteedi tõttu kortsus, ei saa pärast vastavas asendis oleva liitiumioonide eemaldamist positiivsest elektroodist neid negatiivse elektroodi sisse ühtlaselt sisestada. Selle tulemusel muutub negatiivne elektrood vastavas asendis kas ebapiisava liitiumivahemiku korral pruuniks või muutub samasuguse pressimissuuna triibulaadseks liitiumiks.

(2) Akuelemendi deformatsioon liitiumanalüüsi jaoks

Kui aku elemendi paksus on suur, on seda lihtne deformeerida. Kui deformatsioon on tõsine, võib aku elemendi deformeerunud asendile vastav postitükk olla halvas kontaktis, mille tulemuseks on ülaltoodud joonisel ribakujuline liitiumiga sisestamise halb ala, millega kaasneb aeg-ajalt analüüs. liitium.

(3) Tavapärane moodustamine ja liitiumide kuum ja külm pressimine enne moodustamist

Kui elemendi paksus on suhteliselt suur, isegi kui tavapärane moodustamine toimub pärast vedeliku sissepritsimist ilma kuuma ja külma pressimiseta, ei ole liides liiga problemaatiline. Mõne õhukese raku puhul, mille paksus on väiksem kui 3 mm, kui moodustamise ajal ei ole klambrit ja kuum ja külm pressimine või kinnituste küpsetamine on enne moodustamist unustatud, on liides õnnetum.

Kuna õhukeste patareide vahelist kontakti on liideses raske sulgeda, ei saa enne moodustamist ja selle ajal pinnale survet avaldada, ei saa moodustumisgaasi täielikult tühjendada ja see mõjutab liidese kontakti, mille tulemuseks on ebapiisav punktitaoline liitium sisestamine ja punktitaoline liitium sadestamine.

4) Seadmest vormitakse ilma rõhuta liitium

Kuna kinnitusdetailide moodustumisega kaasneb sageli suur voolutugevus ja kõrge laenguga SOC, on gaasi tootmise kiirus moodustamise ajal kiirem ja aku liides pärast moodustumist on ilmselgelt kuldkollane ning ebapiisavale liitiumisisestusele vastav asukoht näib ilmsem. Kas see on õhuke rakk, mis ei ole enne moodustamist kuum ega külm pressitud, või lahter, mis oleks pidanud moodustuma kinnitusvahendi abil, kuid mitte survestatud, kui probleem leitakse enne degaseerimist, siis väike voolutugevus koos kinnitusega ja moodustamise saab uuesti läbi viia. Liides on oluliselt paranenud.

(5) Liitiumanalüüsi kokkuvõte:

Kui liitium sisestamise tee on ebanormaalne, on aku elemendi kõige ilmsem liidese ebanormaalsus pruun ebapiisav liitium sisestusala, millele järgneb väike liitiumide eraldumine vastavas asendis. Erinevate moodustumisprotsesside ja materjalide tõttu võib liitiumi sadestumise nähtus, mis on põhjustatud liidese kehvast kokkupuutest moodustumise ajal, erineda ülaltoodud illustratsioonist.

4. Ebanormaalsest põhimaterjalist põhjustatud liitiumioonaku patarei liitium

Laadimisprotsessi ajal on liitiumioonide sihtmärk tungida SEI-kile ja lõpuks kinnitada negatiivsesse elektroodi. Kui SEI-kilega või negatiivse elektroodiga on probleem, mille tõttu liitiumioonide normaalne sisestamine ei õnnestu, saab tulemuseks olla ainult liitium-evolutsioon.

(1) Liitium purustatakse negatiivse elektroodi abil

Kui negatiivse elektroodi lehe tihendamine ületab selle piiri, ladestuvad negatiivse elektroodi struktuuri purustamisel või sisestamiseks piisavalt ruumi negatiivse elektroodi pinnale liitiumioonid. Negatiivse elektroodi purustamisest põhjustatud liitiumide areng ei ole parandatav nagu kehv keemiline kontakt ning sellel on surmav mõju aku võimsusele ja tsüklile.

(2) Liitiumi eraldumine, mida põhjustab vähem elektrolüüte

Kui akusse süstitakse väike kogus vedelikku või kui vananemisaeg on pärast süstimist lühike, ei suuda elektrolüüt negatiivsesse elektroodi täielikult sisse imbuda ja asend, kus infiltratsioon pole täielikult sisse imbunud, moodustab väikese musta laigu ülaltoodud joonisel näidatud liitium puudub. Musta laigu ümber võib esineda kerget liitiumarengut.

(3) Liitium evolutsioon sobimatu elektrolüüdiga

Sel põhjusel põhjustatud liitiumide evolutsiooni põhimõte ei ole Wenwu poolt täielikult mõistetav. Arvatakse, et elektrolüüt ja negatiivne elektrood ei sobi kokku, mistõttu SEI-kile on liiga paks või ebaühtlane ja takistab seejärel liitiumioonide sisestamist; või ei saa elektrolüüt täielikult negatiivsesse elektroodi imbuda, põhjustades liitiumioonide sisestamisel raskusi.

(4) Liitiumide areng, mis on põhjustatud otsesest eraldamisest ilma moodustumiseta

Kui akuelementi laetakse otse eraldi mahuga, moodustamata väikest voolu, ei saa SEI-kilet tõhusalt moodustada, mis mõjutab liitiumioonide sisestamist negatiivsesse elektroodi ja põhjustab liitiumide arengut laadimisprotsessi ajal. Vastav liitiumanalüüsi pilt on nagu laik, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel.

(5) Veesisaldus ületab liitiumanalüüsi normi

Väike kogus vett aitab kaasa SEI-kile moodustumisele, kuid kui veesisaldus ületab normi, reageerib see elektrolüüdis oleva liitiumsoolaga ja hävitab SEI-kile koostise, mõjutades seeläbi liitiumioonide sisestamist negatiivsesse elektroodi ja moodustades ebatasasused ülaltoodud pildil Pruun ala, mõnikord toimub pruun ala ka liitiumide evolutsioonis.