Yumuşak paket lityum iyon pillerdeki şişkinliğin nedenlerinin özeti

Yumuşak paket lityum iyon pillerdeki şişkinliğin nedenlerinin özeti

Yumuşak paket lityum iyon pillerin şişmesinin birçok nedeni vardır. Deneysel araştırma ve geliştirme deneyimine dayanarak yazar, lityum pilin şişmesinin nedenlerini üç kategoriye ayırıyor: birincisi, bisiklet sürme sırasında pil elektrotunun genişlemesinin neden olduğu kalınlık artışı; İkincisi ise elektrolitin oksidasyonu ve bozunarak gaz üretmesi sonucu oluşan şişmedir. Üçüncüsü ise nem gibi proses kusurlarından kaynaklanan şişkinlik ve gevşek akü ambalajından dolayı köşelerin hasar görmesidir. Farklı akü sistemlerinde, akü kalınlığındaki değişikliklere ilişkin baskın faktör farklıdır. Örneğin lityum titanat negatif elektrot sistemlerinde şişkinliğin ana faktörü gaz varilidir; Grafit negatif elektrot sisteminde, elektrot plakasının kalınlığı ve gaz üretimi pilin şişmesine neden olur.

1、 Elektrot plakası kalınlığında değişiklik

Grafit Negatif Elektrotun Genişlemesini Etkileyen Faktörler ve Mekanizmalar Üzerine Tartışma

Lityum iyon pillerin şarj işlemi sırasında hücre kalınlığındaki artış, esas olarak negatif elektrotun genişlemesine bağlanıyor. Pozitif elektrotun genleşme oranı yalnızca %2-4'tür ve negatif elektrot genellikle grafit, yapışkan ve iletken karbondan oluşur. Grafit malzemenin genleşme oranı ~%10'a ulaşır ve grafit negatif elektrot genleşme oranındaki değişikliği etkileyen ana faktörler şunları içerir: SEI film oluşumu, şarj durumu (SOC), proses parametreleri ve diğer etkileyici faktörler.

(1) SEI filmi tarafından oluşturulan lityum iyon pillerin ilk şarj ve deşarj işlemi sırasında, elektrolit, grafit parçacıklarının katı-sıvı arayüzünde bir indirgeme reaksiyonuna girerek elektrotun yüzeyini kaplayan bir pasifleştirme katmanı (SEI filmi) oluşturur. malzeme. SEI filminin oluşması anot kalınlığını önemli ölçüde arttırır ve SEI filminin oluşması nedeniyle hücre kalınlığı yaklaşık %4 oranında artar. Uzun vadeli döngü süreci açısından bakıldığında, farklı grafitin fiziksel yapısına ve spesifik yüzey alanına bağlı olarak döngü süreci, SEI'nin çözünmesine ve daha yüksek genleşmeye sahip pul grafit gibi yeni SEI üretiminin dinamik sürecine yol açacaktır. oranı küresel grafitten daha fazladır.

(2) Şarjlı pil hücresinin döngü süreci sırasında, grafit anodun hacim genişlemesi, pil hücresinin SOC'si ile iyi bir periyodik fonksiyonel ilişki sergiler. Yani, lityum iyonları grafit içine gömülmeye devam ettikçe (pil hücresinin SOC'sindeki artışla birlikte) hacim yavaş yavaş genişler. Lityum iyonları grafit anottan ayrıldıkça, pil hücresinin SOC'si giderek azalır ve grafit anotun karşılık gelen hacmi giderek azalır.

(3) Proses parametreleri açısından bakıldığında, sıkıştırma yoğunluğunun grafit anot üzerinde önemli bir etkisi vardır. Elektrotun soğuk presleme işlemi sırasında, grafit anot film tabakasında, daha sonraki yüksek sıcaklıkta pişirme ve elektrotun diğer işlemlerinde tamamen serbest bırakılması zor olan büyük bir basınç gerilimi oluşur. Pil hücresi, lityum iyonunun eklenmesi ve ayrılması, yapışkan üzerindeki elektrolitin şişmesi gibi birden fazla faktörün birleşik etkileri nedeniyle döngüsel şarj ve deşarja maruz kaldığında, döngü işlemi sırasında membran gerilimi serbest bırakılır ve genleşme hızı artar. Öte yandan sıkıştırma yoğunluğu anot film tabakasının gözenek kapasitesini belirler. Film tabakasındaki gözenek kapasitesi büyüktür ve elektrot genişlemesinin hacmini etkili bir şekilde emebilir. Gözenek kapasitesi küçüktür ve elektrot genleşmesi meydana geldiğinde, genleşmenin oluşturduğu hacmi emmek için yeterli alan yoktur. Bu sırada genleşme yalnızca film tabakasının dışına doğru genişleyebilir, bu da anot filminin hacimsel genişlemesi olarak kendini gösterir.

(4) Yapıştırıcının bağlanma mukavemeti (yapıştırıcı, grafit parçacıkları, iletken karbon ve toplayıcı ile sıvı arasındaki ara yüzün bağlanma mukavemeti), şarj deşarj hızı, yapıştırıcının ve elektrolitin şişme kabiliyeti gibi diğer faktörler Grafit parçacıklarının şekli ve istiflenme yoğunluğu ve döngü işlemi sırasında yapıştırıcının arızalanmasının neden olduğu elektrot hacmindeki artışın tümü, anot genleşmesi üzerinde belirli bir dereceye kadar etkiye sahiptir.

Genişleme oranının hesaplanması:

Genişleme oranı hesaplaması için, X ve Y yönlerinde anot plakasının boyutunu ölçmek için anime yöntemini kullanın, Z yönünde kalınlığı ölçmek için mikrometre kullanın ve damgalama plakası ve elektrik çekirdeği tamamen şarj edildikten sonra ayrı ayrı ölçün.

                                               Şekil 1 Anot plakası ölçümünün şematik diyagramı

Sıkıştırma Yoğunluğu ve Kaplama Kalitesinin Negatif Elektrot Genişlemesine Etkisi

Sıkıştırma yoğunluğunu ve kaplama kalitesini faktör olarak kullanarak, tam faktörlü dik deney tasarımı için (Tablo 1'de gösterildiği gibi) üç farklı seviye alındı; diğer koşullar her grup için aynıydı.

Şekil 2 (a) ve (b)'de gösterildiği gibi, pil hücresi tamamen şarj edildikten sonra, sıkıştırma yoğunluğunun artmasıyla birlikte anot tabakasının X/Y/Z yönünde genleşme hızı da artmaktadır. Sıkıştırma yoğunluğu 1,5g/cm3'ten 1,7g/cm3'e çıktığında X/Y yönündeki genleşme oranı %0,7'den %1,3'e, Z yönündeki genleşme oranı ise %13'ten %18'e çıkmaktadır. Şekil 2(a)'dan farklı sıkıştırma yoğunlukları altında X yönündeki genleşme oranının Y yönündeki genleşme oranından daha büyük olduğu görülmektedir. Bu olgunun ana nedeni polar plakanın soğuk presleme işleminden kaynaklanmaktadır. Soğuk presleme işlemi sırasında, minimum direnç yasasına göre, polar plaka presleme silindirinden geçtiğinde, malzeme dış kuvvetlere maruz kaldığında, malzeme parçacıkları minimum direnç yönü boyunca akacaktır.

                           Şekil 2 Anotların farklı yönlerde genleşme hızı

Anot plakası soğuk preslendiğinde direncin en düşük olduğu yön MD yönündedir (Elektrot plakasının Y yönü, Şekil 3'te gösterildiği gibi). MD yönünde gerilimin serbest bırakılması daha kolaydır, TD yönü (elektrot plakasının X yönü) ise daha yüksek bir dirence sahiptir, bu da haddeleme işlemi sırasında gerilimin serbest bırakılmasını zorlaştırır. TD yönündeki gerilim MD yönündeki gerilimden daha büyüktür. Bu nedenle elektrot tabakası tamamen şarj edildikten sonra X yönündeki genleşme oranı Y yönündeki genleşme oranından daha yüksektir. Öte yandan sıkıştırma yoğunluğu artar ve elektrot tabakasının gözenek kapasitesi azalır (Şekil 4'te gösterildiği gibi). Şarj sırasında, anot film tabakasının içinde grafit genleşmesinin hacmini absorbe etmek için yeterli alan yoktur ve bunun dışsal tezahürü, elektrot tabakasının bir bütün olarak X, Y ve Z yönlerinde genleşmesidir. Şekil 2(c) ve (d)'den kaplama kalitesinin 0,140g/1540,25mm2'den 0,190g/1540,25mm2'ye çıktığı, X yönündeki genleşme oranının %0,84'ten %1,15'e çıktığı ve Y yönündeki genişleme oranı %0,89'dan %1,05'e yükseldi. Z yönündeki genişleme oranının eğilimi X/Y yönündeki eğilimin tersi olup %16,02'den %13,77'ye düşüş eğilimi göstermektedir. Grafit anodun genleşmesi X, Y ve Z yönlerinde dalgalı bir model sergiler ve kaplama kalitesindeki değişiklik esas olarak film kalınlığındaki önemli değişikliğe yansır. Yukarıdaki anot değişim modeli literatür sonuçlarıyla tutarlıdır; yani, kolektör kalınlığının film kalınlığına oranı ne kadar küçükse, kolektördeki gerilim de o kadar büyük olur.

                       Şekil 3 Anot soğuk presleme işleminin şematik diyagramı

                     Şekil 4 Farklı Sıkıştırma Yoğunluklarında Boşluk Fraksiyonundaki Değişiklikler

Bakır folyo kalınlığının negatif elektrot genleşmesine etkisi

Sırasıyla 6 ve 8 μ m bakır folyo kalınlık seviyelerine sahip iki etkileyici faktörü, bakır folyo kalınlığını ve kaplama kalitesini seçin. Anot kaplama kütleleri sırasıyla 0,140g/1, 540,25mm2 ve 0,190g/1, 540,25mm2 idi. Sıkıştırma yoğunluğu 1,6 g/cm3 idi ve diğer koşullar her deney grubu için aynıydı. Deney sonuçları Şekil 5'te gösterilmektedir. Şekil 5 (a) ve (c)'den iki farklı kaplama kalitesinde, X/Y yönünde 8 μ m bakır folyo anot levhasının genleşme oranının daha az olduğu görülmektedir. 6 µm'den fazla. Bakır folyonun kalınlığındaki artış, elastik modülünde bir artışa neden olur (bkz. Şekil 6), bu da deformasyona karşı direncini artırır ve anot genleşmesi üzerindeki kısıtlamayı artırarak genleşme oranında bir azalmaya neden olur. Literatüre göre aynı kaplama kalitesinde bakır folyo kalınlığı arttıkça kolektör kalınlığının film kalınlığına oranı artar, kollektördeki gerilim azalır ve elektrotun genleşme hızı azalır. Z yönünde ise genişleme hızının değişme eğilimi tam tersidir. Şekil 5(b)'den bakır folyonun kalınlığı arttıkça genleşme oranının arttığı görülebilmektedir; Şekil 5 (b) ve (d)'nin karşılaştırılmasından, kaplama kalitesi 0.140g/1 ve 540.25mm2'den 0.190g/1540.25mm2'ye çıktığında bakır folyonun kalınlığının arttığı ve genleşme oranının arttığı görülmektedir. azalır. Bakır folyonun kalınlığının arttırılması, her ne kadar kendi gerilimini (yüksek mukavemet) azaltmak açısından yararlı olsa da, Şekil 5(b)'de gösterildiği gibi, film tabakasındaki gerilimi artıracak ve Z yönünde genleşme oranında bir artışa yol açacaktır; Kaplama kalitesi arttıkça kalın bakır folyo film tabakasının gerilim artışını teşvik edici etki gösterse de film tabakasının bağlama kapasitesini de arttırmaktadır. Bu sırada bağlama kuvveti daha belirgin hale gelir ve Z yönündeki genişleme hızı azalır.

Şekil 5 Farklı Bakır Folyo Kalınlığı ve Kaplama Kalitesine Sahip Anotların Film Genleşme Oranındaki Değişimler

                        Şekil 6 farklı kalınlıktaki bakır folyonun gerilim-gerinim eğrileri

Grafit tipinin negatif elektrot genişlemesine etkisi

Deney için kaplama kütlesi 0,165g/1540,25mm2, sıkıştırma yoğunluğu 1,6g/cm3 ve bakır folyo kalınlığı 8 μm olan beş farklı tipte grafit kullanıldı (bkz. Tablo 2). Diğer koşullar aynıdır ve deney sonuçları Şekil 7'de gösterilmektedir. Şekil 7(a)'dan, farklı grafitlerin X/Y yönündeki genleşme oranlarında minimum minimum olmak üzere önemli farklılıklar olduğu görülebilir. %0,27 ve maksimum %1,14. Z yönündeki genişleme oranları sırasıyla %15,44 ve %17,47'dir. X/Y yönünde büyük genişlemeye sahip olanlar, Z yönünde küçük genişlemeye sahiptir; bu da Bölüm 2.2'de analiz edilen sonuçlarla tutarlıdır. A-1 grafit kullanan hücreler %20'lik bir deformasyon oranıyla ciddi deformasyon gösterirken, diğer hücre grupları deformasyon göstermedi; bu, X/Y genleşme oranının boyutunun hücre deformasyonu üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu gösterir.

                            Şekil 7 Farklı grafit genleşme oranları

Çözüm

(1) Sıkıştırma yoğunluğunun arttırılması, tam doldurma işlemi sırasında anot tabakasının X/Y ve Z yönlerinde genleşme oranını artırır ve X yönündeki genleşme oranı, Y yönündeki genleşme oranından daha yüksektir (X yönü anot tabakasının soğuk presleme işlemi sırasında silindir ekseni yönü ve Y yönü makine bant yönüdür).

(2) Kaplama kalitesinin arttırılmasıyla X/Y yönündeki genleşme oranı artma eğilimi gösterirken, Z yönündeki genleşme oranı azalır; Kaplama kalitesinin arttırılması sıvı toplanmasında çekme gerilmesinin artmasına neden olacaktır.

(3) Akım toplayıcının gücünün arttırılması anodun X/Y yönünde genleşmesini baskılayabilir.

(4) Farklı grafit türleri, X/Y ve Z yönlerinde genleşme oranlarında önemli farklılıklara sahiptir; X/Y yönündeki genleşme boyutu, hücre deformasyonu üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

2、 Akü gazı üretiminden kaynaklanan şişkinlik

Pillerin dahili gaz üretimi, pil şişmesinin bir diğer önemli nedenidir; oda sıcaklığında döngü, yüksek sıcaklıkta döngü veya yüksek sıcaklıkta depolama sırasında olsun, değişen derecelerde şişkin gaz üretimi üretecektir. Pilin ilk şarj ve deşarj işlemi sırasında elektrot yüzeyinde bir SEI (Katı Elektrolit Arayüzü) filmi oluşacaktır. Negatif SEI filminin oluşumu esas olarak EC'nin (Etilen Karbonat) indirgenmesi ve ayrışmasından kaynaklanır. Alkil lityum ve Li2CO3 üretimiyle birlikte büyük miktarda CO ve C2H4 oluşur. Çözücülerdeki DMC (Dimetil Karbonat) ve EMC (Etil Metil Karbonat), film oluşturma işlemi sırasında RLiCO3 ve ROLi oluşturur ve buna CH4, C2H6 ve C3H8 gibi gazların yanı sıra CO gazlarının üretimi de eşlik eder. PC (Propilen karbonat) bazlı elektrolitlerde gaz üretimi nispeten yüksektir, esas olarak PC'nin indirgenmesiyle üretilen C3H8 gazı. Lityum demir fosfat yumuşak paket piller, ilk döngü sırasında 0,1°C'de şarj edildikten sonra en şiddetli şişmeyi yaşar. Yukarıda görüldüğü gibi SEI oluşumuna büyük miktarda gaz üretimi de eşlik etmektedir ki bu da kaçınılmaz bir süreçtir. Safsızlıklarda H2O'nun varlığı, LiPF6'daki P-F bağının kararsız hale gelmesine neden olacak ve HF üretecek, bu da bu pil sisteminin dengesizliğine ve gaz üretimine yol açacaktır. Aşırı H2O'nun varlığı Li+ tüketecek ve LiOH, LiO2 ve H2 üreterek gaz üretimine yol açacaktır. Depolama ve uzun süreli şarj ve deşarj işlemleri sırasında da gaz oluşabilmektedir. Kapalı lityum iyon piller için büyük miktarda gazın varlığı pilin genleşmesine neden olabilir, dolayısıyla performansı etkilenebilir ve servis ömrü kısalabilir. Bataryanın depolanması sırasında gaz üretiminin ana nedenleri şunlardır: (1) Batarya sisteminde H2O'nun bulunması, HF oluşumuna yol açarak SEI'ye zarar verebilir. Sistemdeki O2, elektrolitin oksidasyonuna neden olarak büyük miktarda CO2 oluşumuna yol açabilir; (2) İlk oluşum sırasında oluşan SEI filmi kararsızsa, depolama aşamasında SEI filminde hasara neden olur ve SEI filminin yeniden onarılması, esas olarak hidrokarbonlardan oluşan gazların açığa çıkmasına neden olur. Pilin uzun süreli şarj ve deşarj döngüsü sırasında pozitif malzemenin kristal yapısı değişir, elektrot yüzeyindeki eşit olmayan nokta potansiyeli ve diğer faktörler bazı nokta potansiyellerinin çok yüksek olmasına neden olur, elektrolitin elektrot üzerindeki stabilitesi yüzey azalır, yüz maskesinin elektrot yüzeyindeki sürekli kalınlaşması, elektrot arayüzü direncinin artmasına neden olur, reaksiyon potansiyelini daha da geliştirir, elektrot yüzeyindeki elektrolitin gaz üretmesine neden olur ve pozitif malzeme de gaz açığa çıkarabilir.

Farklı sistemlerde pilin şişme derecesi farklılık gösterir. Grafit negatif elektrot sistemi pilinde gaz genleşmesinin ana nedenleri SEI filminin oluşumu, hücrede aşırı nem, anormal oluşum süreci, zayıf paketleme vb.'dir. Yukarıda belirtildiği gibi, lityum titanat negatif elektrot sisteminde endüstri, Genel olarak Li4Ti5O12 pilindeki gaz genleşmesinin esas olarak malzemenin kolay su emmesinden kaynaklandığına inanılıyor, ancak bu spekülasyonu kanıtlayacak kesin bir kanıt yok. Xiong ve ark. Tianjin Lishen Battery Company'den Dr. Belharouak ve ark. pilin gaz üretimini karakterize etmek için bir gaz kromatografisi-kütle spektrometresi cihazı kullandı. Gazın ana bileşeni H2'nin yanı sıra CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, C3H6 vb.'dir.

Şekil 8 30, 45 ve 60 °C'de 5 aylık döngüden sonra Li4Ti5O12/LiMn2O4 pilin gaz bileşimi

Lityum iyon piller için yaygın olarak kullanılan elektrolit sistemi LiPF6/EC'dir: EMC, burada LiPF6, elektrolitte aşağıdaki dengeye sahiptir

PF5, karbonatların kolayca ayrışmasına neden olan güçlü bir asittir ve sıcaklık arttıkça PF5 miktarı da artar. PF5, CO2, CO ve CxHy gazları üreterek elektrolitin ayrışmasına yardımcı olur. Hesaplama aynı zamanda EC'nin ayrışmasının CO ve CO2 gazları ürettiğini de gösterir. C2H4 ve C3H6, sırasıyla C2H6 ve C3H8'in Ti4+ ile oksidasyon-redüksiyon reaksiyonuyla üretilirken Ti4+, Ti3+'ya indirgenir. İlgili araştırmalara göre H2 üretimi, elektrolitteki eser miktardaki sudan kaynaklanmaktadır ancak H2 gazı üretimi için elektrolitteki su içeriği genellikle 20 × 10-6 civarındadır. Wu Kai'nin Şangay Jiao Tong Üniversitesi'ndeki deneyi, düşük katkılı pil olarak grafit/NCM111'i seçti ve H2 kaynağının, yüksek voltaj altında karbonatın ayrışması olduğu sonucuna vardı.

3、 Gaz üretimine ve genişlemesine yol açan anormal süreç

1. Kötü paketleme, kötü paketlemeden kaynaklanan şişmiş pil hücrelerinin oranını önemli ölçüde azaltmıştır. Üst yalıtımın, yan yalıtımın ve üç taraflı ambalajın gazdan arındırılmasının zayıf olmasının nedenleri daha önce açıklanmıştı. Her iki taraftaki kötü paketleme, esas olarak üstten sızdırmazlık ve gazdan arındırma ile temsil edilen pil hücresinin oluşmasına yol açacaktır. Üst sızdırmazlık esas olarak çıkıntı konumundaki zayıf sızdırmazlıktan kaynaklanmaktadır ve gazdan arındırma esas olarak katmanlaşmadan kaynaklanmaktadır (elektrolit ve jel nedeniyle PP'nin Al'den ayrılması dahil). Kötü paketleme, havadaki nemin pil hücresinin içine girmesine neden olarak elektrolitin ayrışarak gaz üretmesine neden olur.

2. Cebin yüzeyi hasar görmüş ve çekme işlemi sırasında pil hücresi anormal şekilde hasar görmüş veya yapay olarak hasar görmüş, bu da cepte hasara (iğne delikleri gibi) neden olur ve pil hücresinin içine su girmesine neden olur.

3. Köşe hasarı: Alüminyumun katlanmış köşedeki özel deformasyonu nedeniyle, hava yastığının sallanması köşeyi bozabilir ve Al hasarına neden olabilir (pil hücresi ne kadar büyükse, hava yastığı ne kadar büyük olursa, değiştirilmesi o kadar kolay olur) hasar görmüş), su üzerindeki bariyer etkisini kaybetmiştir. Sorunu hafifletmek için köşelere kırışık yapıştırıcı veya sıcakta eriyen yapıştırıcı eklenebilir. Üst sızdırmazlıktan sonra her işlemde pil hücrelerinin hava yastıkları ile hareket ettirilmesi yasaktır ve pil hücresi havuzunun yaşlanma kartındaki salınımını önlemek için çalışma yöntemine daha fazla dikkat edilmelidir.

4. Pil hücresinin içindeki su içeriği standardı aşıyor. Su içeriği standardı aştığında, elektrolit arızalanacak ve oluşum veya gazdan arındırma sonrasında gaz üretecektir. Pilin içindeki aşırı su içeriğinin ana nedenleri şunlardır: elektrolitteki aşırı su içeriği, Pişirme sonrasında çıplak hücredeki aşırı su içeriği ve kurutma odasındaki aşırı nem. Aşırı su içeriğinin şişkinliğe neden olabileceğinden şüpheleniliyorsa, işlemin geriye dönük incelenmesi yapılabilir.

5. Oluşum süreci anormaldir ve yanlış bir oluşum süreci pil hücresinin şişmesine neden olabilir.

6. SEI filmi dengesizdir ve kapasite testi şarj etme ve boşaltma işlemi sırasında pil hücresinin emisyon fonksiyonu biraz şişmiştir.

7. Aşırı şarj veya deşarj: Proses, makine veya koruyucu paneldeki anormallikler nedeniyle pil hücreleri aşırı şarj edilebilir veya aşırı deşarj olabilir, bu da pil hücrelerinde ciddi hava kabarcıklarının oluşmasına neden olabilir.

8. Kısa devre: Çalışma hataları nedeniyle şarj edilen pil hücresinin iki tırnağı birbirine temas ederek kısa devre yaşar. Pil hücresinde gaz patlaması yaşanacak ve voltaj hızla düşerek tırnakların siyah yanmasına neden olacaktır.

9. Dahili kısa devre: Pil hücresinin pozitif ve negatif kutupları arasındaki dahili kısa devre, pil hücresinin hızlı deşarjına ve ısınmasına ve ayrıca şiddetli gaz şişmesine neden olur. Dahili kısa devrelerin birçok nedeni vardır: tasarım sorunları; Yalıtım filminin büzülmesi, kıvrılması veya hasar görmesi; Bi hücre yanlış hizalaması; İzolasyon membranını delen çapaklar; Aşırı fikstür basıncı; Kenar ütüleme makinesinin aşırı sıkılması vb. Örneğin geçmişte, yetersiz genişlikten dolayı kenar ütüleme makinesi pil hücresi öğesini aşırı derecede sıkıyor, bu da katot ve anotta kısa devre ve şişmeye neden oluyordu.

10. Korozyon: Pil hücresi korozyona uğrar ve alüminyum tabakası reaksiyon tarafından tüketilir, suya karşı bariyeri kaybolur ve gaz genleşmesine neden olur.

11. Sistem veya makine nedenlerinden kaynaklanan anormal vakum pompalaması. Gazdan arındırma kapsamlı değildir; Vakum Sızdırmazlığın termal radyasyon bölgesi çok büyüktür ve Gaz Giderme emme süngerinin Cep torbasını etkili bir şekilde delmemesine neden olur ve bu da kirli emmeye neden olur.

Anormal gaz üretimini baskılamaya yönelik önlemler

4. Anormal gaz üretiminin baskılanması, hem malzeme tasarımı hem de üretim süreçlerinden başlamayı gerektirir.

İlk olarak, yoğun ve kararlı bir SEI filminin oluşumunu sağlamak, pozitif elektrot malzemesinin stabilitesini geliştirmek ve anormal gaz üretiminin ortaya çıkmasını önlemek için malzeme ve elektrolit sisteminin tasarlanması ve optimize edilmesi gerekir.

Elektrolitlerin işlenmesi için, SEI filmini daha düzgün ve yoğun hale getirmek için az miktarda film oluşturucu katkı maddesi ekleme yöntemi sıklıkla kullanılır, bu da kullanım sırasında SEI filminin ayrılmasını ve rejenerasyon sırasında gaz üretimini azaltarak pilin bozulmasına neden olur. şişkin. Film oluşturucu katkı maddesi VC kullanımının pil şişmesini azaltabileceğini bildiren Harbin Teknoloji Enstitüsü'nden Cheng Su gibi ilgili araştırmalar rapor edilmiş ve pratikte uygulanmıştır. Ancak araştırmalar çoğunlukla sınırlı etkililiğe sahip tek bileşenli katkı maddelerine odaklanmıştır. Doğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Cao Changhe ve diğerleri, VC ve PS kompozitini yeni bir elektrolit film oluşturucu katkı maddesi olarak kullanarak iyi sonuçlar elde etti. Pilin gaz üretimi, yüksek sıcaklıkta depolama ve çevrim sırasında önemli ölçüde azaldı. Araştırmalar, EC ve VC tarafından oluşturulan SEI membran bileşenlerinin doğrusal alkil lityum karbonat olduğunu göstermiştir. Yüksek sıcaklıklarda, LiC'ye bağlı alkil lityum karbonat kararsızdır ve CO2 gibi gazlara ayrışarak pilin şişmesine neden olur. PS tarafından oluşturulan SEI filmi lityum alkil sülfonattır. Filmde kusurlar olmasına rağmen belirli bir iki boyutlu yapıya sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda LiC'ye bağlandığında hala nispeten stabildir. VC ve PS birlikte kullanıldığında PS, düşük voltajda negatif elektrot yüzeyinde kusurlu iki boyutlu bir yapı oluşturur. Gerilim arttıkça VC, negatif elektrot yüzeyinde alkil lityum karbonatın doğrusal bir yapısını oluşturur. Alkil lityum karbonat, iki boyutlu yapının kusurlarını doldurarak LiC'ye bağlı bir ağ yapısına sahip stabil bir SEI filmi oluşturur. Bu yapıya sahip SEI membranı stabilitesini büyük ölçüde artırır ve membran ayrışmasının neden olduğu gaz üretimini etkili bir şekilde bastırabilir.

Ek olarak, pozitif elektrot lityum kobalt oksit malzemesi ile elektrolit arasındaki etkileşim nedeniyle, bunun ayrışma ürünleri, elektrolitteki solventin ayrışmasını katalize edecektir. Bu nedenle, pozitif elektrot malzemesinin yüzey kaplaması yalnızca malzemenin yapısal stabilitesini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda pozitif elektrot ile elektrolit arasındaki teması da azaltarak aktif pozitif elektrotun katalitik ayrışması tarafından üretilen gazı azaltır. Bu nedenle, pozitif elektrot malzemesi parçacıklarının yüzeyinde stabil ve eksiksiz bir kaplama tabakasının oluşması da şu anda önemli bir gelişme yönüdür.