ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກລະດັບຮ້ອນຂອງຕະຫຼາດຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ,ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ເປັນຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບຫຼັກຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ, ໄດ້ຖືກເນັ້ນຫນັກໃນລະດັບທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່. ປະຊາຊົນມີຄວາມມຸ່ງຫມັ້ນທີ່ຈະພັດທະນາຊີວິດທີ່ຍາວນານ, ພະລັງງານສູງ, ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ຄວາມປອດໄພທີ່ດີ. ໃນບັນດາພວກເຂົາ, ການຫຼຸດລົງຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ionຄວາມອາດສາມາດແມ່ນສົມຄວນທີ່ຈະເອົາໃຈໃສ່ຂອງທຸກຄົນ, ພຽງແຕ່ຄວາມເຂົ້າໃຈອັນເຕັມທີ່ຂອງເຫດຜົນສໍາລັບການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ຫຼືກົນໄກ, ເພື່ອໃຫ້ສາມາດສັ່ງຢາທີ່ຖືກຕ້ອງເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາ, ຄວາມສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ວ່າເປັນຫຍັງ. ການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງ?
ເຫດຜົນສໍາລັບການເສື່ອມສະພາບຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion
1.ວັດສະດຸ electrode ໃນທາງບວກ
LiCoO2 ແມ່ນຫນຶ່ງໃນວັດສະດຸ cathode ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ (ປະເພດ 3C ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ແລະຫມໍ້ໄຟພະລັງງານໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນປະກອບດ້ວຍທາດເຫຼັກ ternary ແລະ lithium phosphate). ເມື່ອຈໍານວນຂອງຮອບວຽນເພີ່ມຂຶ້ນ, ການສູນເສຍຂອງ lithium ions ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວປະກອບສ່ວນຫຼາຍຕໍ່ການທໍາລາຍຄວາມສາມາດ. ຫຼັງຈາກ 200 ຮອບວຽນ, LiCoO2 ບໍ່ໄດ້ຜ່ານໄລຍະການຫັນປ່ຽນ, ແຕ່ແທນທີ່ຈະມີການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງ lamellar, ນໍາໄປສູ່ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນ Li+ de-embedding.
LiFePO4 ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງທີ່ດີ, ແຕ່ Fe3+ ໃນ anode ຈະລະລາຍແລະຫຼຸດລົງເປັນໂລຫະ Fe ໃນ anode graphite, ສົ່ງຜົນໃຫ້ anode polarization ເພີ່ມຂຶ້ນ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການລະລາຍ Fe3+ ແມ່ນຖືກປ້ອງກັນໂດຍການເຄືອບຂອງອະນຸພາກ LiFePO4 ຫຼືທາງເລືອກຂອງ electrolyte.
ວັດສະດຸ NCM ternary ① Transition metal ions ໃນ transition metal oxide cathode material is easy to dissolve at high temperatures, so freeing in the electrolyte or depositing on the negative side makes the capacity attenuation; ② ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າສູງກວ່າ 4.4V ທຽບກັບ Li+/Li, ການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງຂອງວັດສະດຸ ternary ນໍາໄປສູ່ການເສື່ອມສະພາບຄວາມສາມາດ; ③ Li-Ni ແຖວປະສົມ, ນໍາໄປສູ່ການອຸດຕັນຂອງຊ່ອງ Li+.
ສາເຫດຕົ້ນຕໍຂອງການເສື່ອມສະພາບຄວາມອາດສາມາດໃນແບດເຕີລີ່ lithium-ion ທີ່ໃຊ້ LiMnO4 ແມ່ນ 1. ໄລຍະທີ່ບໍ່ສາມາດປີ້ນກັບກັນໄດ້ຫຼືການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງ, ເຊັ່ນ: ຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງ Jahn-Teller; ແລະ 2. ການລະລາຍຂອງ Mn ໃນ electrolyte (ປະກົດຕົວຂອງ HF ໃນ electrolyte), ປະຕິກິລິຍາ disproportionation, ຫຼືການຫຼຸດລົງຢູ່ທີ່ anode ໄດ້.
2.ວັດສະດຸ electrode ລົບ
ການຜະລິດຂອງ lithium precipitation ໃນດ້ານ anode ຂອງ graphite (ບາງສ່ວນຂອງ lithium ກາຍເປັນ "lithium ຕາຍ" ຫຼືສ້າງ lithium dendrites), ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ lithium ion ຊ້າລົງໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍນໍາໄປສູ່ການ precipitation lithium, ແລະ lithium precipitation ມັກຈະເກີດຂຶ້ນ. ເມື່ອອັດຕາສ່ວນ N/P ຕໍ່າເກີນໄປ.
ການທໍາລາຍຊ້ໍາຊ້ອນແລະການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາ SEI ໃນດ້ານ anode ນໍາໄປສູ່ການ depletion lithium ແລະການເພີ່ມຂຶ້ນ polarization.
ຂະບວນການຊ້ໍາຊ້ອນຂອງ lithium embedding / de-lithium ເອົາອອກໃນ anode ຊິລິຄອນສາມາດນໍາໄປສູ່ການຂະຫຍາຍປະລິມານແລະ crack ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອະນຸພາກຊິລິຄອນໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ສໍາລັບ silicon anode, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະຊອກຫາວິທີທີ່ຈະຂັດຂວາງການຂະຫຍາຍປະລິມານຂອງມັນ.
3.ໄຟຟ້າ
ປັດໄຈໃນ electrolyte ທີ່ປະກອບສ່ວນກັບການເສື່ອມສະພາບຂອງຄວາມສາມາດຫມໍ້ໄຟ lithium-ionປະກອບມີ:
1. ການເສື່ອມໂຊມຂອງສານລະລາຍ ແລະ electrolytes (ຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ຮ້າຍແຮງ ຫຼືບັນຫາດ້ານຄວາມປອດໄພເຊັ່ນ: ການຜະລິດອາຍແກັສ), ສໍາລັບສານລະລາຍອິນຊີ, ເມື່ອມີທ່າແຮງການຜຸພັງສູງກວ່າ 5V ທຽບກັບ Li+/Li ຫຼືທ່າແຮງການຫຼຸດຜ່ອນແມ່ນຕໍ່າກວ່າ 0.8V (ແຮງດັນການເສື່ອມຕົວຂອງ electrolyte ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນ. ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ), ງ່າຍທີ່ຈະ decompose. ສໍາລັບ electrolyte (ເຊັ່ນ: LiPF6), ມັນງ່າຍທີ່ຈະ decompose ໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ (ຫຼາຍກວ່າ 55 ℃) ເນື່ອງຈາກຄວາມຫມັ້ນຄົງບໍ່ດີ;.
2. ເມື່ອຈໍານວນຮອບວຽນເພີ່ມຂຶ້ນ, ປະຕິກິລິຍາລະຫວ່າງ electrolyte ແລະ electrodes ບວກແລະລົບເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຖ່າຍທອດມະຫາຊົນອ່ອນແອລົງ.
4.Diaphragm
diaphragm ສາມາດຕັນເອເລັກໂຕຣນິກແລະປະຕິບັດການສົ່ງຂອງ ions. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມສາມາດຂອງ diaphragm ໃນການຂົນສົ່ງ Li+ ແມ່ນຫຼຸດລົງເມື່ອຮູ diaphragm ຖືກປິດກັ້ນໂດຍຜະລິດຕະພັນ decomposition ຂອງ electrolyte, ແລະອື່ນໆ, ຫຼືໃນເວລາທີ່ diaphragm ຫົດຕົວຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ຫຼືໃນເວລາທີ່ diaphragm ມີອາຍຸ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສ້າງຕັ້ງຂອງ lithium dendrites ເຈາະ diaphragm ທີ່ນໍາໄປສູ່ວົງຈອນສັ້ນພາຍໃນແມ່ນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍສໍາລັບຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງມັນ.
5. ການເກັບນ້ໍາ
ສາເຫດຂອງການສູນເສຍຄວາມອາດສາມາດເນື່ອງຈາກຕົວເກັບລວບລວມໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ corrosion ຂອງຕົວເກັບລວບລວມ. ທອງແດງຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວເກັບລົບເນື່ອງຈາກວ່າມັນງ່າຍທີ່ຈະ oxidize ໃນທ່າແຮງສູງ, ໃນຂະນະທີ່ອາລູມິນຽມຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວເກັບບວກເນື່ອງຈາກວ່າມັນງ່າຍທີ່ຈະປະກອບເປັນໂລຫະປະສົມ lithium-ອາລູມິນຽມທີ່ມີ lithium ໃນທ່າແຮງຕ່ໍາ. ພາຍໃຕ້ແຮງດັນຕ່ໍາ (ຕ່ໍາເປັນ 1.5V ແລະຕ່ໍາກວ່າ, over-discharge), ທອງແດງ oxidizes ກັບ Cu2+ ໃນ electrolyte ແລະເງິນຝາກຢູ່ດ້ານຂອງ electrode ລົບ, ຂັດຂວາງ de-embedding ຂອງ lithium, ຜົນອອກມາໃນ degradation ຄວາມອາດສາມາດ. ແລະໃນດ້ານບວກ, overcharging ຂອງຫມໍ້ໄຟເຮັດໃຫ້ pitting ຂອງຕົວເກັບອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການເພີ່ມຂື້ນຂອງຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນແລະການເສື່ອມໂຊມຂອງຄວາມສາມາດ.
6. ປັດໄຈການໄລ່ແລະປ່ອຍ
ຕົວຄູນການເກັບຄ່າແລະການໄຫຼຫຼາຍເກີນໄປສາມາດນໍາໄປສູ່ການທໍາລາຍຄວາມອາດສາມາດເລັ່ງຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຕົວຄູນຄ່າໄຟ / ການໄຫຼຫມາຍຄວາມວ່າຄວາມຕ້ານທານຂົ້ວຂອງຫມໍ້ໄຟເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຄວາມເຫມາະສົມ, ນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມອາດສາມາດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມກົດດັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການແຜ່ກະຈາຍທີ່ເກີດຈາກການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກໃນອັດຕາຄູນສູງເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ cathode ແລະການເລັ່ງອາຍຸຂອງຫມໍ້ໄຟ.
ໃນກໍລະນີຂອງແບດເຕີລີ່ overcharge ແລະ overdischarging, electrode ລົບແມ່ນມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການ precipitation lithium, electrode ໃນທາງບວກກົນໄກການກໍາຈັດ lithium ຫຼາຍເກີນໄປ collapses, ແລະການ decomposition oxidative ຂອງ electrolyte ໄດ້ (ການປະກົດຕົວຂອງຜະລິດຕະພັນ by-products ແລະການຜະລິດອາຍແກັສ) ແມ່ນເລັ່ງ. ເມື່ອແບດເຕີລີ່ຫມົດລົງ, ແຜ່ນທອງແດງມັກຈະລະລາຍ (ຂັດຂວາງການຝັງຕົວຂອງ lithium, ຫຼືການສ້າງ dendrites ທອງແດງໂດຍກົງ), ນໍາໄປສູ່ການຊຸດໂຊມຂອງຄວາມອາດສາມາດຫຼືຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຫມໍ້ໄຟ.
ການສຶກສາຍຸດທະສາດການສາກໄຟໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເມື່ອແຮງດັນຕັດການສາກໄຟແມ່ນ 4V, ການຫຼຸດແຮງດັນການສາກໄຟຫຼຸດລົງຢ່າງເໝາະສົມ (ຕົວຢ່າງ: 3.95V) ສາມາດປັບປຸງຊີວິດຮອບວຽນຂອງແບັດເຕີຣີໄດ້. ມັນຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສາກໄຟໄວກັບ 100% SOC ທໍາລາຍໄວກວ່າການສາກໄວເຖິງ 80% SOC. ນອກຈາກນັ້ນ, Li et al. ພົບວ່າເຖິງແມ່ນວ່າການເຕັ້ນຂອງກໍາມະຈອນສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການສາກໄຟ, ຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນຂອງຫມໍ້ໄຟຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະການສູນເສຍຂອງ electrode ລົບອຸປະກອນການເຄື່ອນໄຫວແມ່ນຮ້າຍແຮງ.
7.ອຸນຫະພູມ
ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມຕໍ່ຄວາມສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ionຍັງມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍ. ເມື່ອປະຕິບັດງານຢູ່ໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນສໍາລັບໄລຍະເວລາທີ່ຍາວນານ, ມີການເພີ່ມຂື້ນຂອງປະຕິກິລິຍາຂ້າງຄຽງພາຍໃນແບດເຕີຣີ (ຕົວຢ່າງ, ການທໍາລາຍຂອງ electrolyte), ນໍາໄປສູ່ການສູນເສຍຄວາມສາມາດທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້. ເມື່ອເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາສໍາລັບໄລຍະເວລາທີ່ຍາວນານ, impedance ທັງຫມົດຂອງຫມໍ້ໄຟເພີ່ມຂຶ້ນ (ການນໍາໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ, SEI impedance ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະອັດຕາການປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຂອງໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ), ແລະການ precipitation lithium ຈາກຫມໍ້ໄຟແມ່ນມີຄວາມສ່ຽງທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນ.
ຂ້າງເທິງນີ້ແມ່ນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຊຸດໂຊມຄວາມອາດສາມາດຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ໂດຍຜ່ານການແນະນໍາຂ້າງເທິງນີ້ຂ້າພະເຈົ້າເຊື່ອວ່າທ່ານມີຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບສາເຫດຂອງການເຊື່ອມໂຊມຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.
ເວລາປະກາດ: 24-07-2023