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¿Cuál es el efecto de la relación N/P en la batería lipo 1s?

Hace unos días, CNHL presentó el diseño de relación N/P de la batería lipo 1s , hoy continuamos estudiando la relación N/P de la batería lipo 1s, este artículo presentará en detalle el impacto de la relación N/P en la batería lipo 1s. Los socios interesados ​​deben ir y ver.

1. ¿Cuál es el efecto de la relación N/P en la batería lipo 1s?

Por lo general, pensamos que la relación N/P es demasiado grande, es decir, el electrodo negativo es demasiado grande, lo que provocará una carga y descarga superficiales del electrodo negativo de la batería lipo de 1 s, y una carga y descarga profundas del positivo. electrodo (y viceversa, por supuesto, esto es solo una declaración muy general). El electrodo negativo completamente cargado no es fácil de precipitar litio (algunos materiales, como el carbono blando y duro, los materiales LTO no precipitarán litio), que es más seguro, pero el aumento en el estado de oxidación del electrodo positivo de la batería lipo 1s aumenta el peligro de seguridad.

Dado que el primer efecto del electrodo negativo de la batería lipo 1s sigue siendo el mismo, es necesario reaccionar con más partes. Al mismo tiempo, debido a la influencia de la cinética, la capacidad de gramo del electrodo positivo será baja, pero cuando el N/P es insuficiente hasta cierto punto, el electrodo positivo no puede ser completamente utilizado. La utilización también afectará el rendimiento del capacidad de gramos. En resumen, es muy importante encontrar una relación N/P adecuada.

El N/P de la batería lipo de 1 s del electrodo negativo de grafito debe ser superior a 1,0, generalmente 1,04~1,20. Esto es principalmente para el diseño de seguridad, principalmente para evitar la precipitación de litio en el electrodo negativo, y la capacidad del proceso, como la desviación del recubrimiento, debe considerarse en el diseño. Sin embargo, cuando el N/P es demasiado grande, la pérdida de capacidad irreversible de la batería lipo de 1 s dará como resultado una capacidad baja de la batería lipo de 1 s, y la densidad de energía de la batería lipo de 1 s también disminuirá.
Este artículo sobre la atenuación de la capacidad de la batería lipo tiene una introducción detallada:
Explique en detalle las razones de la disminución de la capacidad de la batería lipo 2s 5600

Para el electrodo negativo de titanato de litio, se adopta el diseño de exceso de electrodo positivo, y la capacidad de la batería lipo 1s está determinada por la capacidad del electrodo negativo de titanato de litio. El diseño excesivo del electrodo positivo es beneficioso para mejorar el rendimiento a alta temperatura de la batería lipo 1s: el gas a alta temperatura proviene principalmente del electrodo negativo. Cuando el electrodo positivo está excesivamente diseñado, el potencial del electrodo negativo es menor y es más fácil formar una película SEI en la superficie del titanato de litio.

2. El efecto de la relación N/P en el electrodo positivo de la batería lipo 1s

Si la relación N/P es demasiado alta, aumentará el estado de oxidación del material del electrodo positivo de la batería lipo de 1 s. Además de los problemas de seguridad, ¿cuáles son los peligros ocultos? Aquí solo se utilizan como ejemplo materiales ternarios/grafito.
Para una batería con una relación N/P excesiva, realice una caja caliente (130 °C/150 °C) o un experimento de almacenamiento a alta temperatura en un estado de carga completa, desmonte la batería y, por lo general, descubra que el polvo positivo de la lipo 1s la batería se separa de la lámina y el diafragma se pone amarillo.
Primero define dos conceptos:
Concepto 1: En primer lugar, es necesario aclarar las diferentes posiciones de la pieza polar, incluso si la reacción de las diferentes posiciones de las partículas no es uniforme, lo que implica el problema de la diferencia de potencial en la dirección del espesor de un polo. pieza.
Concepto 2: Ni3+/4+ y Co3+/4+ tienen bandas de energía superpuestas con O, y O se extraerá de la red en forma de radicales libres, que es extremadamente oxidante.

El amarillamiento del diafragma es causado por la oxidación, y el mecanismo ha sido muy claro. Se ha informado en la literatura que la adición de aditivos protectores fácilmente oxidables como PS al electrolito de la batería lipo 1s puede aliviar la oxidación del diafragma.
Se ha informado en la literatura que en el material MCMB del electrodo negativo de la batería lipo 1s, dado que el potencial de interfaz entre el polvo del electrodo negativo y el colector de corriente es el más negativo, la deposición de sal de litio ocurre primero en la posición de contacto entre Se observa claramente el polvo del electrodo negativo y el colector de corriente, y la sección transversal del material MCMB. La deposición de sal de litio existe en la interfaz de contacto entre el material del ánodo y el colector de corriente, pero no se observa en los materiales a base de grafito.

Sin embargo, hay pocos estudios sobre la película SEI de electrodo positivo de la batería lipo de 1s. Dado que la posición de contacto entre el polvo del electrodo positivo y el colector de corriente tiene un alto potencial y una alta oxidación, se supone que se formará una capa de depósito de sal de litio del electrodo positivo (la alta temperatura acelera este proceso). La reacción progresa), lo que dificulta el contacto entre el polvo del electrodo positivo y el colector de corriente de la batería lipo de 1s, lo que provoca el pelado entre el polvo del electrodo positivo y el colector de corriente. No se realizaron los experimentos de caracterización específicos, lo que también es el punto de controversia en este trabajo. El pelado del electrodo positivo de la batería lipo 1s aumenta la resistencia interna y conduce directamente a la falla del ciclo en condiciones de uso a alta temperatura.

3. La influencia de la relación N/P en el electrodo negativo de la batería lipo 1s

El exceso de Li liberado proporcionará una fuente de Li para la deposición de sales de litio en la superficie del electrodo negativo, y la deposición continua de sales de litio conduce a la falla del ciclo. Por lo tanto, una relación N/P demasiado baja aumentará este riesgo.
Pero aquí discutimos lo que podría suceder en otra dimensión, ¿qué sucede si la relación N/P es demasiado alta?

Aquí se usa el mismo electrodo positivo de batería lipo de 1 s, y la relación N/P es diferente al ajustar la cantidad de electrodo negativo. La batería lipo de 1 s está al final de la descarga, el voltaje de los polos positivo y negativo con una relación N / P baja es bajo, el polo positivo es profundo y el polo negativo es poco profundo. La batería lipo de 1 s está al final de la carga, y el voltaje de los polos positivo y negativo con una relación N / P baja también es bajo, el polo negativo está profundamente cargado y el polo positivo está poco cargado.

Debe leer este artículo sobre la carga y descarga de la batería Lipo. El artículo presenta el principio de carga y descarga de la batería Lipo en detalle:
Principio de carga y descarga de la batería Lipo 4s, ¡asegúrese de guardarla bien!
Se debería notar:
1. Una curva de potencial representa los dos procesos de carga y descarga de la batería lipo de 1 s, que puede considerarse como el potencial del estado de equilibrio.
2. Aquí se ignora la disminución de la capacidad causada por el primer efecto del electrodo positivo de la batería lipo de 1 s. Incluso después de la primera pérdida por efecto, los electrodos negativos con diferentes relaciones N/P corresponden a la misma curva positiva. Se cree que la pérdida del primer efecto del electrodo positivo de la batería lipo de 1 s solo se produce al comienzo de la carga, y aquí se ignora la formación de película causada por la oxidación al final de la carga. La situación real es que solo con el progreso del ciclo, la formación de la película de oxidación afectará la capacidad.

3. La relación del primer efecto del electrodo negativo se considera independiente de la relación N/P. es una constante Hay muchos electrodos negativos, y la batería lipo de 1s pierde mucha capacidad por el primer efecto. La etapa donde ocurre la reacción también es al comienzo de la carga.
4. Los potenciales positivo y negativo son libres y la única limitación es el voltaje de la celda completa. Los voltajes de las dos celdas completas en el extremo de descarga y el extremo de carga son respectivamente iguales.
Dado que la proporción del electrodo negativo que reacciona en el primer efecto de la batería lipo 1s es la misma, y ​​la cantidad total de electrodos negativos es diferente, la curva de carga-descarga del electrodo negativo con más electrodos negativos y el electrodo negativo con menos electrodo negativo producen una diferencia de fase correspondiente a la misma curva de carga-descarga del electrodo positivo.

Dado que el potencial del electrodo positivo disminuye gradualmente con el aumento de la intercalación de litio (proceso de descarga), en el proceso de 1 s de la batería lipo electrodo negativo de-Li/aumento de voltaje del electrodo negativo, la posición de uso de la curva de descarga del electrodo positivo correspondiente al final de la curva de descarga del electrodo negativo con más electrodo negativo y menos electrodo negativo es: De manera diferente, el voltaje positivo de la batería lipo 1s correspondiente al extremo de descarga negativa con menos electrodo negativo es más bajo.

Para lograr el mismo voltaje completo de la batería, el voltaje del electrodo negativo con menos electrodo negativo aumenta más bajo, lo que también evita el grado excesivo de eliminación de Li del electrodo negativo. La eliminación excesiva de Li del electrodo negativo dañará y reformará la película SEI de la batería lipo de 1 s, lo que provocará la falla del ciclo. Este método de análisis también se puede aplicar al extremo de carga, y se concluye que cuando el electrodo positivo de la batería lipo de 1 s es excesivo, el electrodo positivo tiene una carga superficial y el electrodo negativo tiene una carga profunda.


Resumen

Para una batería lipo de 1 s con una relación N/P pequeña, es decir, una batería lipo de 1 s con un exceso de electrodos negativos negativos, el electrodo positivo puede alcanzar el estado de carga superficial y descarga profunda en el ciclo, y la condición del El electrodo negativo es de carga profunda y descarga superficial. viceversa.
Bueno, lo anterior es todo el contenido de hoy. Espero que a través de este artículo, todos puedan comprender la relación N/P de la batería lipo de 1 segundo y el impacto de la relación N/P de la batería lipo en la batería. Más información sobre la batería lipo se puede leer a continuación:
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