معرفی ساده از شکست باتری لیتیوم یون
باتری های لیتیوم یون اغلب در فرایند استفاده یا ذخیره سازی شکست می خورند، از جمله پوسیدگی ظرفیت، افزایش مقاومت داخلی، دو برابر شدن کاهش عملکرد، تولید گاز، نشت، مدار کوتاه، تغییر شکل، کنترل حرارتی، تجزیه و تحلیل لیتیوم و غیره که عملکرد استفاده، قابلیت اطمینان و ایمنی باتری های لیتیوم یون را به طور جدی کاهش می دهد. این پدیده های شکست ناشی از برهم کنش پیچیده مکانیسم های شیمیایی و فیزیکی درون باتری است.
سیستم باتری لیتیوم یون پیچیده است که شامل ترمودینامیک، دینامیک، میکرو ساختار، تعامل و واکنش بین گروهی، واکنش رابط سطحی و جنبه های دیگر است. تجزیه و تحلیل صحیح و درک پدیده شکست نقش مهمی در عملکرد و بهبود فنی باتری های لیتیوم یون دارد. این مقاله معرفی مکانیسم شکست باتری را معرفی می کند.
عملکرد شکست و مکانیسم شکست باتری یون لیتیوم
پوسیدگی ظرفیت
عمدتاً به دو دسته پوسیدگی ظرفیت برگشت پذیر و کاهش ظرفیت برگشت ناپذیر تقسیم می شود. کاهش ظرفیت قابل احترام می تواند ظرفیت از دست رفته با تنظیم سیستم شارژ و تخلیه باتری و بهبود محیط استفاده از باتری بازگرداندن; پوسیدگی ظرفیت برگشت ناپذیر از دست دادن ظرفیت برگشت ناپذیر ناشی از تغییرات برگشت ناپذیر در داخل باتری است.
علت ریشه ای شکست کاهش ظرفیت باتری در شکست مواد است، و ارتباط نزدیکی با عوامل عینی مانند فرایند ساخت باتری و محیط استفاده از باتری دارد. از دیدگاه ماده، علل اصلی شکست عمدتاً شامل شکست ساختاری ماده کاتد، رشد بیش از حد سطح الکترود منفی SEI، تجزیه و زوال الکترولیت، خوردگی سیال جمع کننده، نقص های ردیابی سیستم و غیره است.
مقاومت داخلی
مقاومت داخلی باتری یون لیتیوم مربوط به انتقال الکترونیکی داخلی و فرایند انتقال یون سیستم باتری است که عمدتاً به مقاومت اوهمیک و مقاومت داخلی قطبش تقسیم می شود. مقاومت داخلی قطبش عمدتاً ناشی از قطبش الکتروشیمیایی از جمله قطبش الکتروشیمیایی و قطبش دیراقی ضخیم است. عوامل اصلی ایجاد کننده افزایش مقاومت داخلی باتری یون لیتیوم به مواد کلیدی باتری و محیط استفاده از باتری تقسیم می شوند.
مدار کوتاه
عملکرد مدار کوتاه را می توان به چهار دسته تقسیم کرد:
مدار کوتاه بین مس / آلومینیوم جمع آوری سیال؛
شکست دیافراگم از دست می دهد عایق الکترونیکی و یا شکاف تغییر سفیر تماس میکرو مثبت و منفی، تب محلی جدی است، و سپس در روند بار بیشتر و تخلیه، ممکن است در اطراف گسترش، به شکل از دست دادن کنترل حرارتی؛
انتقال دوغاب فلز در دوغاب کاتد تمیز حذف نمی, سوراخ کردن دیافراگم, و یا ترویج نسل کریستال لیتیوم منفی منجر به مدار کوتاه داخلی;
کریستال لیتیوم یک مدار کوتاه داخلی را رهبری می کند.
علاوه بر این، در طراحی باتری و ساخت و یا باتری بسته فرایند مونتاژ، طراحی نامعقول و فشار بیش از حد محلی نیز به مدار کوتاه داخلی منجر شود؛ تحت هدایت شارژ بیش از حد و بیش از حد از باتری، اتصال کوتاه داخلی، عمدتا به دلیل خوردگی مایع جمع کننده، پدیده رسوب بر روی سطح الکترود، موارد جدی قطب های مثبت و منفی را از طریق دیافراگم متصل
تولید گاز
تولید گاز باتری یون لیتیوم عمدتاً به تولید گاز معمولی و تولید غیرطبیعی گاز تقسیم می شود. پدیده تولید گاز در فرایند باتری طبیعی است. H C2H22, CO2 توسط استر تک / دو واکنش الکترون تولید شد. تولید گاز غیرطبیعی عمدتاً تنها در فرایند چرخه باتری، مصرف گذار گاز آزاد سازی الکترولیت یا آزاد سازی اکسیژن مواد کاتد و دیگر پدیده ها است که اغلب در باتری بسته نرم ظاهر می شوند و در نتیجه فشار داخلی بیش از حد باتری، شکستن فیلم آلومینیوم بسته بندی، مشکلات تماس هسته داخلی و غیره صورت می گیرد.
فراری حرارتی
کنترل فرار حرارتی به افزایش سریع دمای محلی یا کلی در داخل باتری یون لیتیوم اشاره دارد، گرما را نمی توان در زمان پراکنده کرد، مقدار زیادی در فضای داخلی تجمع می یابد، و واکنش های ثانویه بیشتری را القا می کند.
به منظور جلوگیری از مشکلات ایمنی جدی ناشی از باتری لیتیوم یون در کنترل حرارتی، PTC، شیر ایمنی و فیلم هدایت گرما و اقدامات دیگر اغلب اتخاذ می شود، و در عین حال، طراحی باتری، فرایند ساخت باتری، سیستم مدیریت باتری، محیط استفاده از باتری و جنبه های دیگر نیاز به در نظر گرفتن سیستماتیک دارند.
لیتیومبارش
بارش لیتیوم پدیده ای نسبتاً شایع از پیری و نارسایی باتری لیتیوم یون است. بیان عمدتاً لایه ای از مواد خاکستری، خاکستری-سفید، یا خاکستری-آبی است که بر روی سطح ورق الکترود منفی ظاهر می شوند که لیتیوم فلزی از سطح الکترود منفی بارش می کنند.
