Was ist die Auswirkung des N/P-Verhältnisses auf eine 1s Lipo-Batterie?

Vor einigen Tagen hat CNHL das N/P-Verhältnis-Design der 1s Lipo-Batterie vorgestellt, heute setzen wir die Untersuchung des N/P-Verhältnisses der 1s Lipo-Batterie fort. Dieser Artikel wird die Auswirkungen des N/P-Verhältnisses auf die 1s Lipo-Batterie im Detail vorstellen. Interessierte Partner sollten es sich ansehen.

1. Welche Auswirkung hat das N/P-Verhältnis auf die 1s Lipo-Batterie

Normalerweise denken wir, dass das N/P-Verhältnis zu groß ist, das heißt, die Negativelektrode ist zu groß, was zu einem flachen Laden und Entladen der Negativelektrode der 1s Lipo-Batterie und einem tiefen Laden und Entladen der Positivelektrode führt (und umgekehrt, natürlich ist dies nur eine sehr allgemeine Aussage). Die voll geladene Negativelektrode neigt nicht zur Lithiumabscheidung (einige Materialien wie weicher und harter Kohlenstoff, LTO-Materialien scheiden kein Lithium ab), was sicherer ist, aber die Erhöhung des Oxidationszustands der Positivelektrode der 1s Lipo-Batterie erhöht die Sicherheitsgefahr.

Da der erste Effekt der Negativelektrode der 1s Lipo-Batterie gleich bleibt, müssen mehr Teile reagieren. Gleichzeitig ist aufgrund des Einflusses der Kinetik die Grammkapazität der Positivelektrode gering, aber wenn das N/P-Verhältnis bis zu einem gewissen Grad unzureichend ist, kann die Positivelektrode nicht vollständig genutzt werden, was ebenfalls die Leistung der Grammkapazität beeinträchtigt. Zusammenfassend ist es sehr wichtig, ein geeignetes N/P-Verhältnis zu finden.

Das N/P-Verhältnis der 1s Lipo-Batterie mit Graphit-Negativelektrode sollte größer als 1,0 sein, in der Regel 1,04~1,20. Dies dient hauptsächlich der Sicherheitsgestaltung, um die Lithiumabscheidung an der Negativelektrode zu verhindern, und die Prozessfähigkeit, wie Beschichtungsabweichungen, sollte im Design berücksichtigt werden. Wenn das N/P-Verhältnis jedoch zu groß ist, führt der irreversible Kapazitätsverlust der 1s Lipo-Batterie zu einer geringen Kapazität der 1s Lipo-Batterie, und die Energiedichte der 1s Lipo-Batterie nimmt ebenfalls ab.
Dieser Artikel über die Abnahme der Kapazität von Lipo-Batterien enthält eine detaillierte Einführung:
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Für die Lithiumtitanat-Negativelektrode wird ein positiver Überschussentwurf verwendet, und die Kapazität der 1s-Lipo-Batterie wird durch die Kapazität der Lithiumtitanat-Negativelektrode bestimmt. Der übermäßige Entwurf der positiven Elektrode ist vorteilhaft zur Verbesserung der Hochtemperaturleistung der 1s-Lipo-Batterie: Das Hochtemperaturgas stammt hauptsächlich von der negativen Elektrode. Wenn die positive Elektrode übermäßig entworfen ist, ist das Potential der negativen Elektrode niedriger, und es ist leichter, eine SEI-Schicht auf der Oberfläche von Lithiumtitanat zu bilden.

2. Die Auswirkung des N/P-Verhältnisses auf die positive Elektrode der 1s-Lipo-Batterie

Wenn das N/P-Verhältnis zu hoch ist, erhöht sich der Oxidationszustand des positiven Elektrodenmaterials der 1s-Lipo-Batterie. Neben Sicherheitsproblemen, welche versteckten Gefahren gibt es? Hier werden nur ternäre/Graphit-Materialien als Beispiel verwendet.
Für eine Batterie mit überschüssigem N/P-Verhältnis wird ein Heißbox- (130°C/150°C) oder Hochtemperaturlagerungsexperiment im voll geladenen Zustand durchgeführt, die Batterie zerlegt, und es wird üblicherweise festgestellt, dass das positive Pulver der 1s-Lipo-Batterie sich von der Folie trennt und die Membran vergilbt.
Definieren Sie zunächst zwei Konzepte:
Konzept 1: Zunächst muss die unterschiedliche Position des Polstücks geklärt werden, auch wenn die Reaktion an verschiedenen Positionen der Partikel nicht einheitlich ist, was das Problem des Potentialunterschieds in Richtung der Dicke eines Polstücks betrifft.
Konzept 2: Ni3+/4+ und Co3+/4+ haben überlappende Energiebänder mit O, und O wird in Form von freien Radikalen aus dem Gitter extrahiert, was extrem oxidierend ist.

Die Vergilbung der Membran wird durch Oxidation verursacht, und der Mechanismus ist sehr klar. In der Literatur wurde berichtet, dass die Zugabe von leicht oxidierbaren Schutzadditiven wie PS zum Elektrolyt der 1s-Lipo-Batterie die Oxidation der Membran mildern kann.
In der Literatur wurde berichtet, dass im negativen Elektroden-MCMB-Material der 1s-Lipo-Batterie, da das Grenzflächenpotenzial zwischen dem negativen Elektrodenpulver und dem Stromsammler am negativsten ist, die Ablagerung von Lithiumsalz zuerst an der Kontaktstelle zwischen dem negativen Elektrodenpulver und dem Stromsammler erfolgt, und der Querschnitt des MCMB-Materials deutlich beobachtet wird. Die Ablagerung von Lithiumsalz existiert an der Kontaktgrenzfläche zwischen dem Anodenmaterial und dem Stromsammler, wird jedoch bei graphitbasierten Materialien nicht beobachtet.

Es gibt jedoch nur wenige Studien zum SEI-Film der positiven Elektrode der 1s Lipo-Batterie. Da die Kontaktstelle zwischen dem positiven Elektrodenpulver und dem Stromsammler ein hohes Potential aufweist und stark oxidiert wird, wird angenommen, dass sich eine Schicht von Lithiumsalzablagerungen auf der positiven Elektrode bildet (hohe Temperaturen beschleunigen diesen Reaktionsverlauf), die den Kontakt zwischen dem positiven Elektrodenpulver und dem Stromsammler der 1s Lipo-Batterie behindert, was zu einer Ablösung zwischen dem positiven Elektrodenpulver und dem Stromsammler führt. Spezifische Charakterisierungsexperimente wurden nicht durchgeführt, was auch ein Streitpunkt in diesem Artikel ist. Die Ablösung der positiven Elektrode der 1s Lipo-Batterie erhöht den Innenwiderstand und führt direkt zum Versagen des Zyklus unter Hochtemperaturbedingungen.

3. Der Einfluss des N/P-Verhältnisses auf die negative Elektrode der 1s Lipo-Batterie

Das freigesetzte überschüssige Li stellt eine Li-Quelle für die Ablagerung von Lithiumsalzen auf der Oberfläche der negativen Elektrode bereit, und die kontinuierliche Ablagerung von Lithiumsalzen führt zum Versagen des Zyklus. Daher erhöht ein zu niedriges N/P-Verhältnis dieses Risiko.
Aber hier diskutieren wir, was in einer anderen Dimension passieren könnte, was passiert, wenn das N/P-Verhältnis zu hoch ist?

Hier wird dieselbe positive Elektrode der 1s Lipo-Batterie verwendet, und das N/P-Verhältnis wird durch Anpassung der Menge der negativen Elektrode verändert. Die 1s Lipo-Batterie befindet sich am Ende der Entladung, die Spannung der Pole mit einem niedrigen N/P-Verhältnis ist niedrig, die positive Elektrode ist tief entladen und die negative Elektrode ist flach entladen. Die 1s Lipo-Batterie befindet sich am Ende des Ladevorgangs, und die Spannung der Pole mit einem niedrigen N/P-Verhältnis ist ebenfalls niedrig, die negative Elektrode ist tief geladen und die positive Elektrode ist flach geladen.

Sie müssen diesen Artikel über das Laden und Entladen von Lipo-Batterien lesen. Der Artikel stellt das Lade- und Entladeprinzip der Lipo-Batterie ausführlich vor:
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Es ist zu beachten:
1. Eine Potentialkurve stellt die beiden Prozesse des Ladens und Entladens der 1s Lipo-Batterie dar, die als Potential des Gleichgewichtszustands betrachtet werden kann.
2. Der Kapazitätsverlust, der durch den ersten Effekt der positiven Elektrode der 1s Lipo-Batterie verursacht wird, wird hier ignoriert. Selbst nach dem Verlust des ersten Effekts entsprechen die negativen Elektroden mit unterschiedlichen N/P-Verhältnissen der gleichen positiven Kurve. Es wird angenommen, dass der Verlust des ersten Effekts der positiven Elektrode der 1s Lipo-Batterie nur zu Beginn des Ladevorgangs auftritt, und die durch Oxidation am Ladeende verursachte Filmbildung wird hier ignoriert. Die tatsächliche Situation ist, dass erst mit dem Fortschreiten des Zyklus die Oxidationsfilmbildung die Kapazität beeinflusst.

3. Das Verhältnis des ersten Effekts der negativen Elektrode wird als unabhängig vom N/P-Verhältnis betrachtet. Es ist eine Konstante. Es gibt viele negative Elektroden, und die 1s Lipo-Batterie verliert durch den ersten Effekt viel Kapazität. Die Phase, in der die Reaktion stattfindet, ist ebenfalls am Anfang des Ladevorgangs.
4. Die positiven und negativen Potentiale sind frei, und die einzige Einschränkung ist die Spannung der Vollzelle. Die Spannungen der beiden Vollzellen am Entlade- und Ladeende sind jeweils gleich.
Da das Verhältnis der zu reagierenden negativen Elektrode im ersten Effekt der 1s Lipo-Batterie gleich ist und die Gesamtmenge der negativen Elektroden unterschiedlich ist, erzeugen die Lade-Entladekurven der negativen Elektrode mit mehr negativen Elektroden und der negativen Elektrode mit weniger negativen Elektroden eine Phasendifferenz, die der gleichen Lade-Entladekurve der positiven Elektrode entspricht.

Da das Potential der positiven Elektrode mit zunehmender Lithium-Interkalation (Entladeprozess) allmählich abnimmt, ist im Prozess des Li-Entzugs an der negativen Elektrode der 1s Lipo-Batterie / Spannungsanstiegs der negativen Elektrode die Nutzungsposition der Entladekurve der positiven Elektrode, die dem Ende der Entladekurve der negativen Elektrode mit mehr und weniger negativen Elektroden entspricht, unterschiedlich: Die positive Spannung der 1s Lipo-Batterie, die dem negativen Entladeende mit weniger negativen Elektroden entspricht, ist niedriger.

Um dieselbe volle Batteriespannung zu erreichen, steigt die Spannung der negativen Elektrode mit weniger negativen Elektroden weniger stark an, was auch den übermäßigen Li-Entzug von der negativen Elektrode vermeidet. Ein übermäßiger Li-Entzug von der negativen Elektrode schädigt und reformiert die SEI-Schicht der 1s Lipo-Batterie, was zu einem Zyklusversagen führt. Diese Analysemethode kann auch auf das Ladeende angewendet werden, und es wird geschlossen, dass bei einer übermäßigen positiven Elektrode der 1s Lipo-Batterie die positive Elektrode flach geladen und die negative Elektrode tief geladen ist.

Zusammenfassung

Bei einer 1s Lipo-Batterie mit einem kleinen N/P-Verhältnis, das heißt einer 1s Lipo-Batterie mit einem Überschuss an negativen Elektroden, kann die positive Elektrode im Zyklus den Zustand des flachen Ladens und tiefen Entladens erreichen, und der Zustand der negativen Elektrode ist tiefes Laden und flaches Entladen. Umgekehrt.
Nun, das Obige ist der gesamte Inhalt von heute. Ich hoffe, dass durch diesen Artikel jeder das N/P-Verhältnis einer 1s Lipo-Batterie und die Auswirkung des N/P-Verhältnisses der Lipo-Batterie auf die Batterie verstehen kann. Weitere Informationen zur Lipo-Batterie können unten gelesen werden:
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