Ao carregar bateria de íon de lítio , A precipitação de lítio não apenas reduz o desempenho da bateria e encurta muito o ciclo de vida, mas também limita a capacidade de carregamento rápido da bateria e pode causar consequências desastrosas, como combustão e explosão.

Em uma série de artigos discutiremos sobre os problemas da macroescala da bateria de íon-lítio, condições de trabalho, gradiente existente na bateria, teste eletroquímico, teste de segurança, etc.), microescala (eletrodo, partícula, microestrutura, etc. .) e escala atômica (átomo, íon, molécula, barreira de energia de ativação, etc.). Hoje vamos discutir sobre quais fatores estão afetando as reações colaterais da deposição de lítio:

2. Nível da bateria de lítio: aumentar a relação N / P dentro de uma certa faixa ajuda a limitar o estado de carga do eletrodo negativo a um nível mais baixo, de modo a reduzir a taxa de envelhecimento da bateria e fazer com que a resistência interna da bateria aumente mais lentamente.

3. Cinética de reação do eletrodo negativo: A reação de evolução do lítio também é afetada pelo tipo, morfologia e condutividade dos materiais do eletrodo negativo. Eles afetam o grau de polarização negativa do ponto de vista da transferência de massa de difusão ou transferência de carga, afetando assim o potencial negativo e a reação negativa.

4. Energia de ativação: a energia de ativação que os íons de lítio solvatados precisam superar na difusão do eletrólito pode ser ignorada, enquanto a energia de ativação que os íons de lítio solvatados precisam superar no processo de dessolvatação, difusão através da membrana SEI e transferência de carga é a mais alta. Com o progresso do processo de carregamento, o número de Li + embutido no eletrodo negativo aumenta gradualmente, a energia de ativação a ser superada quando Li + se difunde no material ativo negativo aumenta e a difusão em fase sólida é mais difícil.

5. Temperatura: de acordo com a fórmula de Arrhenius, quando a bateria circula em baixa temperatura, a reação de evolução de lítio tem uma taxa de reação maior do que o processo de intercalação de lítio, ou seja, o eletrodo negativo é mais sujeito à reação de evolução de lítio em baixa temperatura. Isso foi verificado pela observação experimental de que o potencial negativo do grafite é mais negativo em baixa temperatura. Além disso, a transferência de carga e a difusão em fase sólida são mais lentas em baixa temperatura, e a taxa de reação entre o lítio metálico depositado na superfície do eletrodo negativo e o eletrólito também diminuirá.

6. Taxa de carregamento: a taxa de corrente de carga determina o fluxo de íons de lítio no material do eletrodo negativo por unidade de área. Quando o processo de difusão em fase sólida de Li + no eletrodo negativo é lento (por exemplo, quando a temperatura está muito baixa, o estado de carga é alto, ou a difusão de Li + no material precisa superar a grande energia de ativação ), e a densidade da corrente de carga for muito alta, a reação de evolução do lítio ocorrerá na superfície do eletrodo negativo. Quando outras condições permanecem inalteradas e a densidade de corrente aumenta até certo limite, o potencial negativo se tornará negativo, acompanhado pelo início da reação de evolução do lítio.

7. Outros: se a reação de evolução do lítio ocorre na superfície do eletrodo negativo é determinado por três fatores: taxa de carga, temperatura e estado da carga. Por exemplo: (1) carregar em baixa temperatura não significa que a reação de evolução de lítio ocorrerá no eletrodo negativo. A reação de evolução do lítio ocorre apenas quando o estado de carga e / ou densidade de corrente excede um certo limite. (2) No processo de carga da bateria de íon-lítio, se uma densidade de corrente de carga mais alta for adotada quando o estado de carga é baixo e uma densidade de corrente de carga mais baixa for adotada quando o estado de carga é alto, a reação de evolução de lítio pode ser efetivamente inibido.

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