Naon Mékanisme Degradasi Kapasitas Batré?
Parobahan dina Struktur Bahan
Bahan katoda anu panglobana dipaké ayeuna utamana ngawengku struktur lapisan héksagonal LiMO2 (dimana M=Co, Ni, Mn), struktur spinel LiMn2O4, jeung struktur olivin LiFePO4. Paduli strukturna, nalika ion litium deinterkalate tina katoda, pikeun ngajaga kaayaan listrik dina bahan, unsur logam ieu inevitably dioksidasi kana kaayaan valénsi luhur, nu dipirig ku prosés transisi fase. Transisi fase mindeng ngakibatkeun shifts fase, ku kituna ion litium terus interkalate na deinterkalate dina bahan, robah fase terus, sarta dina jangka panjang, éta bakal pasang aksi anceman ka stabilitas kristal. Dibandingkeun jeung anoda, kapasitas malik unequal disababkeun ku shifts fase sarta parobahan struktur bulk tina bahan katoda boga dampak signifikan dina hirup batré. Grafit boga struktur layered. Nalika éta sababaraha lapisan kandel, ion litium interkalate kana interlayers salila ngecas batré jeung ngagabungkeun jeung éléktron diangkut ti sirkuit éksternal pikeun ngabentuk grafit lithiated, sarta spasi interlayer naek ayeuna; salila ngurangan, ion litium ninggalkeun interlayers grafit sarta ngaleupaskeun éléktron ka sirkuit éksternal, ngalaman deinterkalasi jeung réaksi oksidasi, sarta spasi interlayer nurun dina waktu ieu.
Leyuran Bahan Aktif
Disolusi tina bahan katoda nujul kana prosés dimana bahan aktif laun ngurangan alatan korosi dina éléktrolit nu. Leyuran bahan katoda dina suhu luhur nyaéta salah sahiji alesan pikeun buruk kapasitas batré, utamana boga dampak gede dina kinerja siklus jeung kinerja neundeun accu dina suhu luhur. Disolusi tina logam transisi dina kaayaan nu tangtu masalah anu aya dina sakabéh bahan katoda LiMO2. Alesan utama naha disolusi bahan aktif ngabalukarkeun deterioration kinerja batré nyaéta: $\\textcircled{1}$ Disolusi unsur logam langsung ngabalukarkeun ngurangan bahan aktif, ngabalukarkeun leungitna kapasitas batré; $\\textcircled{2}$ Leyuran bahan katoda ngabalukarkeun degradasi struktur bahan jeung kabentukna zat teu aktip sacara kimia dina beungeut partikel, nu ngahalangan angkutan ion litium dina bahan éléktroda; $\\textcircled{3}$ The ion logam solvated dikandung dina éléktrolit nu migrasi ka anoda dina éléktrolit sarta deposit dina beungeut anoda dina bentuk logam atawa uyah dina poténsi low, sarta deposit ieu inevitably mangaruhan stabilitas jeung ketebalan tina pilem SEI dina beungeut anoda, ngarah kana ngaronjat polarisasi permukaan éléktroda jeung ngaronjat résistansi internal batré. Ku alatan éta, pangaruh disolusi bahan aktif dina éléktrolit teu ngan datangna ti disolusi tapi ogé tina épék ngarugikeun leuwih disababkeun ku disolusi logam transisi.
Konsumsi Ion Litium
Dina rarancang batré ion litium{0}}, kapasitas batréna umumna rada leuwih ti katoda, sarta ion litium nu bisa didaur ulang ogé disadiakeun ku katoda. Ku alatan éta, intercalation malik jeung deinterkalasi ion litium antara katoda jeung anoda nangtukeun kapasitas batré. Salila prosés muatan jeung ngurangan munggaran, hiji pilem SEI kabentuk dina beungeut anoda. Komponén utama pilem passivation ieu rupa-rupa zat anorganik kayaning Li2CO3, LiF, Li2O, LiOH sarta sagala rupa komponén organik kayaning ROCO2Li, ROLi, sarta (ROCO2) 2Li. Ku kituna, sababaraha ion litium dikonsumsi, sarta leungitna kapasitas ieu teu bisa balik. Kinerja anoda aya hubunganana pisan sareng morfologi sareng stabilitas pilem SEI, sareng kamampuan pikeun ngabentuk pilem SEI anu stabil dina permukaan anoda gaduh pangaruh anu henteu-diabaikan kana kinerja batré. Wangunan pilem SEI meakeun ion litium kawates dina batréna. Lamun pilem SEI ieu terus ruksak salila siklus nu, mangka réaksi oksidasi dina anoda / panganteur éléktrolit bakal terus lumangsung pikeun ngabentuk pilem SEI anyar. Prosés ieu meakeun ion litium kawates anu disayogikeun ku katoda dina sistem, sareng pangurangan ion litium aktip nyababkeun karusakan kapasitas. Pangurangan ion litium dina éléktrolit nyababkeun panurunan dina konduktivitas éléktrolit, sareng leungitna ion litium dina bahan katoda nyababkeun teu saimbangna antara dua éléktroda batré.
Ningkatkeun Résistansi Internal
Salami -perpanjangan batre, paningkatan résistansi internal ogé mangrupikeun alesan penting pikeun buruk kapasitas. Aya seueur alesan pikeun paningkatan résistansi internal, utamina tina dua aspék: $\\textcircled{1}$ Réaksi oksidasi anu lumangsung dina antarmuka éléktroda/éléktrolit dina éléktrolit ngabalukarkeun kanaékan résistansi pilem permukaan éléktroda, sareng instability film SEI anoda, terus-terusan ngabentuk film permukaan anyar salami siklus, jsb. $\\textcircled{2}$ Leyuran ion logam dina katoda kana éléktrolit, sarta ion logam terionisasi migrasi ka anoda ngaliwatan éléktrolit sarta deposit dina beungeut anoda dina bentuk logam atawa uyah, hasilna polarisasi éléktroda ngaronjat. Salaku tambahan, panilitian ogé ngabuktikeun yén korosi tina kolektor ayeuna ogé tiasa nyababkeun paningkatan résistansi internal, tapi pangaruh ieu relatif leutik dina premis pretreatment tina kolektor ayeuna. Paningkatan résistansi internal nyababkeun panurunan dina dénsitas sareng kapasitas énergi, khususna pikeun anoda, réaksi anu lumangsung dina antarmuka éléktroda / éléktrolit mangrupikeun alesan utama pikeun sepuh anoda.
