Jaký je vliv poměru N/P na 1s lithiovou polymerovou baterii?

1. Jaký je vliv poměru N/P na 1s lipo baterii

Obvykle si myslíme, že poměr N/P je příliš velký, tedy záporná elektroda je příliš velká, což způsobí mělké nabíjení a vybíjení záporné elektrody 1s lipo baterie a hluboké nabíjení a vybíjení kladné elektrody (a naopak, samozřejmě, toto je jen velmi obecné tvrzení). Plně nabitá záporná elektroda není náchylná k precipitaci lithia (některé materiály, jako měkký a tvrdý uhlík, LTO materiály, lithium neprecipitují), což je bezpečnější, ale zvýšení oxidačního stavu kladné elektrody 1s lipo baterie zvyšuje bezpečnostní riziko.

Protože první efekt záporné elektrody 1s lipo baterie zůstává stejný, je potřeba reagovat více částí. Zároveň kvůli vlivu kinetiky bude gramová kapacita kladné elektrody nízká, ale když je poměr N/P nedostatečný do určité míry, kladná elektroda nemůže být plně využita, což také ovlivní výkon gramové kapacity. Shrnutím je velmi důležité najít vhodný poměr N/P.

Poměr N/P u 1s lipo baterie s grafitovou zápornou elektrodou by měl být větší než 1,0, obvykle 1,04~1,20. Toto je především pro bezpečnostní návrh, hlavně aby se zabránilo precipitaci lithia na záporné elektrodě, a při návrhu by měla být zohledněna schopnost procesu, jako je odchylka nátěru. Nicméně, když je poměr N/P příliš velký, nevratná ztráta kapacity 1s lipo baterie povede k nízké kapacitě 1s lipo baterie a také k poklesu energetické hustoty 1s lipo baterie.
Tento článek o úbytku kapacity lipo baterie má podrobný úvod:
Podrobně vysvětlete důvody poklesu kapacity 2s 5600 lipo baterie

U záporné elektrody z lithnatého titanu je použito nadměrné navržení kladné elektrody a kapacita 1s lipo baterie je určena kapacitou záporné elektrody z lithnatého titanu. Nadměrné navržení kladné elektrody je prospěšné ke zlepšení výkonu 1s lipo baterie při vysoké teplotě: plyn při vysoké teplotě pochází hlavně ze záporné elektrody. Když je kladná elektroda nadměrně navržena, potenciál záporné elektrody je nižší a je snazší vytvořit SEI film na povrchu lithnatého titanu.

2. Vliv poměru N/P na kladnou elektrodu 1s lipo baterie

Pokud je poměr N/P příliš vysoký, oxidační stav materiálu kladné elektrody 1s lipo baterie se zvýší. Kromě bezpečnostních problémů, jaká jsou skrytá nebezpečí? Zde je použit pouze příklad ternárních/grafitových materiálů.
U baterie s nadměrným poměrem N/P proveďte experiment v horké komoře (130°C/150°C) nebo skladování při vysoké teplotě v plně nabitém stavu, rozebrat baterii a obvykle zjistit, že pozitivní prášek 1s lipo baterie je oddělen od fólie a membrána žloutne.
Nejprve definujte dva pojmy:
Koncept 1: Nejprve je nutné objasnit různé pozice pólového kusu, i když reakce různých pozic částic není jednotná, což zahrnuje problém potenciálního rozdílu ve směru tloušťky pólového kusu.
Koncept 2: Ni3+/4+ a Co3+/4+ mají překrývající se energetické pásy s O, a O bude extrahován z mřížky ve formě volných radikálů, což je extrémně oxidační.

Žloutnutí membrány je způsobeno oxidací a mechanismus je velmi jasný. Bylo hlášeno v literatuře, že přidání snadno oxidovatelných ochranných přísad, jako je PS, do elektrolytu 1s lipo baterie může zmírnit oxidaci membrány.
Bylo hlášeno v literatuře, že u materiálu MCMB na záporné elektrodě 1s lipo baterie, protože rozhraní potenciálu mezi práškem záporné elektrody a sběračem proudu je nejzápornější, dochází k ukládání lithné soli nejprve na kontaktním místě mezi práškem záporné elektrody a sběračem proudu, a průřez materiálu MCMB je jasně pozorovatelný. Ukládání lithné soli existuje na kontaktním rozhraní mezi anodovým materiálem a sběračem proudu, ale u materiálů na bázi grafitu není pozorováno.

Nicméně existuje málo studií o SEI filmu kladné elektrody 1s lipo baterie. Vzhledem k tomu, že kontaktní místo mezi práškem kladné elektrody a sběračem proudu je při vysokém potenciálu a má vysokou oxidaci, předpokládá se, že se vytvoří vrstva usazenin lithných solí kladné elektrody (vysoká teplota tento proces urychluje). Reakce postupuje, což brání kontaktu mezi práškem kladné elektrody a sběračem proudu 1s lipo baterie, což vede k odlupování mezi práškem kladné elektrody a sběračem proudu. Nebyly provedeny specifické charakterizační experimenty, což je také předmětem sporu v tomto článku. Odlupování kladné elektrody 1s lipo baterie zvyšuje vnitřní odpor a přímo vede k selhání cyklu při použití za vysokých teplot.

3. Vliv poměru N/P na zápornou elektrodu 1s lipo baterie

Uvolněný přebytečný Li poskytne zdroj lithia pro ukládání lithných solí na povrchu záporné elektrody a kontinuální ukládání lithných solí vede k selhání cyklu. Proto příliš nízký poměr N/P zvýší toto riziko.
Ale zde diskutujeme, co by se mohlo stát v jiné dimenzi, co se stane, pokud je poměr N/P příliš vysoký?

Zde je použita stejná kladná elektroda 1s lipo baterie a poměr N/P je odlišný úpravou množství záporné elektrody. 1s lipo baterie je na konci vybíjení, napětí kladného a záporného pólu s nízkým poměrem N/P je nízké, kladný pól je hluboký a záporný pól je mělký. 1s lipo baterie je na konci nabíjení a napětí kladného a záporného pólu s nízkým poměrem N/P je také nízké, záporný pól je hluboce nabitý a kladný pól je mělké nabitý.

Musíte si přečíst tento článek o nabíjení a vybíjení Lipo baterie. Článek podrobně představuje princip nabíjení a vybíjení Lipo baterie:
Princip nabíjení a vybíjení LiPo baterie 4s, nezapomeňte ji dobře skladovat!
Je třeba poznamenat:
1. Potenciálová křivka představuje dva procesy nabíjení a vybíjení 1s lipo baterie, které lze považovat za potenciál rovnovážného stavu.
2. Zde je ignorován pokles kapacity způsobený prvním efektem kladné elektrody 1s lipo baterie. I po ztrátě prvního efektu odpovídají záporné elektrody s různými poměry N/P stejné křivce kladné elektrody. Předpokládá se, že ztráta prvního efektu kladné elektrody 1s lipo baterie je způsobena pouze na začátku nabíjení a zde je ignorováno tvoření filmu způsobené oxidací na konci nabíjení. Skutečná situace je taková, že teprve s postupem cyklu bude tvorba oxidačního filmu ovlivňovat kapacitu.

3. Poměr prvního efektu záporné elektrody se považuje za nezávislý na poměru N/P. Je konstantní. Existuje mnoho záporných elektrod a 1s lipo baterie ztrácí hodně kapacity skrze první efekt. Fáze, kde reakce probíhá, je také na začátku nabíjení.
4. Potenciály kladné a záporné elektrody jsou volné a jediným omezením je napětí celé článku. Napětí dvou celých článků na konci vybíjení a na konci nabíjení jsou navzájem rovna.
Protože poměr záporné elektrody reagující v prvním efektu 1s lipo baterie je stejný a celkové množství záporných elektrod je odlišné, křivka nabíjení-vybíjení záporné elektrody s více zápornými elektrodami a záporné elektrody s méně zápornými elektrodami vytváří fázový posun odpovídající stejné křivce nabíjení-vybíjení kladné elektrody.

Protože potenciál kladné elektrody postupně klesá s nárůstem interkalace lithia (proces vybíjení), v procesu de-lithia záporné elektrody 1s lipo baterie / vzestupu napětí záporné elektrody je použití pozice křivky vybíjení kladné elektrody odpovídající konci křivky vybíjení záporné elektrody s více zápornými elektrodami a méně zápornými elektrodami: odlišné, kladné napětí 1s lipo baterie odpovídající konci vybíjení záporné elektrody s méně zápornými elektrodami je nižší.

Aby bylo dosaženo stejného plného napětí baterie, napětí záporné elektrody s menším počtem záporných elektrod stoupá méně, což také zabraňuje nadměrnému odstranění Li ze záporné elektrody. Nadměrné odstranění Li ze záporné elektrody poškodí a znovu vytvoří SEI film 1s lipo baterie, což vede k selhání cyklu. Tato analytická metoda může být také použita na konci nabíjení a dochází k závěru, že když je kladná elektroda 1s lipo baterie nadměrná, kladná elektroda je v mělkém nabití a záporná elektroda v hlubokém nabití.

Shrnutí

U 1s lipo baterie s malým poměrem N/P, tedy 1s lipo baterie s přebytkem negativních elektrod, může kladná elektroda dosáhnout stavu mělkého nabíjení a hlubokého vybíjení v cyklu, a stav záporné elektrody je hluboké nabíjení a mělké vybíjení. Naopak.
No, výše uvedené je celý obsah dnešního dne. Doufám, že díky tomuto článku každý pochopí poměr N/P u 1s lipo baterie a vliv poměru N/P lipo baterie na baterii. Více informací o lipo bateriích lze přečíst níže:
Podrobně vysvětlete důvody poklesu kapacity 2s 5600 lipo baterie