Quel est l'effet du rapport N/P sur la batterie lipo 1s ?

1. Quel est l'effet du rapport N/P sur la batterie lipo 1s

Habituellement, on pense que le rapport N/P est trop grand, c'est-à-dire que l'électrode négative est trop grande, ce qui provoquera une charge et décharge peu profonde de l'électrode négative de la batterie lipo 1s, et une charge et décharge profonde de l'électrode positive (et inversement, bien sûr, ce n'est qu'une affirmation très générale). L'électrode négative complètement chargée ne précipite pas facilement le lithium (certains matériaux, comme le carbone doux et dur, les matériaux LTO ne précipitent pas le lithium), ce qui est plus sûr, mais l'augmentation de l'état d'oxydation de l'électrode positive de la batterie lipo 1s augmente le risque de sécurité.

Puisque l'effet premier de l'électrode négative de la batterie lipo 1s reste le même, plus de parties doivent réagir. En même temps, en raison de l'influence de la cinétique, la capacité en grammes de l'électrode positive sera faible, mais lorsque le rapport N/P est insuffisant à un certain degré, l'électrode positive ne peut pas être complètement utilisée, ce qui affectera également la performance de la capacité en grammes. En résumé, il est très important de trouver un rapport N/P approprié.

Le rapport N/P de la batterie lipo 1s à électrode négative en graphite doit être supérieur à 1,0, généralement entre 1,04 et 1,20. Cela est principalement pour la conception de sécurité, afin d'éviter la précipitation de lithium dans l'électrode négative, et la capacité du processus, comme la déviation du revêtement, doit être prise en compte dans la conception. Cependant, lorsque le rapport N/P est trop grand, la perte de capacité irréversible de la batterie lipo 1s entraînera une faible capacité de la batterie lipo 1s, et la densité énergétique de la batterie lipo 1s diminuera également.
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Pour l'électrode négative en titanate de lithium, une conception d'excès de l'électrode positive est adoptée, et la capacité de la batterie 1s lipo est déterminée par la capacité de l'électrode négative en titanate de lithium. La conception excessive de l'électrode positive est bénéfique pour améliorer la performance à haute température de la batterie 1s lipo : le gaz à haute température provient principalement de l'électrode négative. Lorsque l'électrode positive est conçue en excès, le potentiel de l'électrode négative est plus bas, et il est plus facile de former un film SEI à la surface du titanate de lithium.

2. L'effet du rapport N/P sur l'électrode positive de la batterie 1s lipo

Si le rapport N/P est trop élevé, l'état d'oxydation du matériau de l'électrode positive de la batterie 1s lipo augmentera. En plus des problèmes de sécurité, quels sont les dangers cachés ? Ici, seuls les matériaux ternaires/graphite sont pris en exemple.
Pour une batterie avec un rapport N/P excessif, effectuer une expérience en boîte chaude (130°C/150°C) ou de stockage à haute température en état complètement chargé, démonter la batterie, et constater généralement que la poudre positive de la batterie 1s lipo est séparée de la feuille, et que le diaphragme jaunit.
Définir d'abord deux concepts :
Concept 1 : Tout d'abord, il est nécessaire de clarifier les différentes positions de la pièce polaire, même si la réaction des différentes positions des particules n'est pas uniforme, ce qui implique le problème de la différence de potentiel dans la direction de l'épaisseur d'une pièce polaire.
Concept 2 : Ni3+/4+ et Co3+/4+ ont des bandes d'énergie qui se chevauchent avec O, et O sera extrait du réseau sous forme de radicaux libres, ce qui est extrêmement oxydant.

Le jaunissement du diaphragme est causé par l'oxydation, et le mécanisme est très clair. Il a été rapporté dans la littérature que l'ajout d'additifs protecteurs facilement oxydables tels que PS à l'électrolyte de la batterie 1s lipo peut atténuer l'oxydation du diaphragme.
Il a été rapporté dans la littérature que dans le matériau MCMB de l'électrode négative de la batterie 1s lipo, puisque le potentiel d'interface entre la poudre de l'électrode négative et le collecteur de courant est le plus négatif, le dépôt de sel de lithium se produit d'abord à la position de contact entre la poudre de l'électrode négative et le collecteur de courant, et la section transversale du matériau MCMB est clairement observée. Le dépôt de sel de lithium existe à l'interface de contact entre le matériau de l'anode et le collecteur de courant, mais il n'est pas observé pour les matériaux à base de graphite.

Cependant, il existe peu d'études sur le film SEI de l'électrode positive de la batterie lipo 1s. Étant donné que la position de contact entre la poudre d'électrode positive et le collecteur de courant est à un potentiel élevé et subit une forte oxydation, on suppose qu'une couche de dépôt de sel de lithium de l'électrode positive se formera (la température élevée accélère ce processus). La réaction progresse), ce qui entrave le contact entre la poudre d'électrode positive et le collecteur de courant de la batterie lipo 1s, provoquant le décollement entre la poudre d'électrode positive et le collecteur de courant. Les expériences de caractérisation spécifiques n'ont pas été réalisées, ce qui est aussi le point de controverse dans cet article. Le décollement de l'électrode positive de la batterie lipo 1s augmente la résistance interne et conduit directement à l'échec du cycle dans des conditions d'utilisation à haute température.

3. L'influence du rapport N/P sur l'électrode négative de la batterie lipo 1s

Le Li excédentaire libéré fournira une source de Li pour le dépôt de sels de lithium sur la surface de l'électrode négative, et le dépôt continu de sels de lithium conduit à l'échec du cycle. Par conséquent, un rapport N/P trop faible augmentera ce risque.
Mais ici, nous discutons de ce qui pourrait se passer dans une autre dimension, que se passe-t-il si le rapport N/P est trop élevé ?

La même électrode positive de batterie lipo 1s est utilisée ici, et le rapport N/P est différent en ajustant la quantité d'électrode négative. La batterie lipo 1s est en fin de décharge, la tension des pôles positif et négatif avec un faible rapport N/P est basse, le pôle positif est profond, et le pôle négatif est peu profond. La batterie lipo 1s est en fin de charge, et la tension des pôles positif et négatif avec un faible rapport N/P est aussi basse, le pôle négatif est chargé en profondeur, et le pôle positif est chargé en surface.

Vous devez lire cet article sur la charge et la décharge des batteries Lipo. L'article présente en détail le principe de charge et de décharge des batteries Lipo :
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Il convient de noter :
1. Une courbe de potentiel représente les deux processus de charge et de décharge de la batterie lipo 1s, ce qui peut être considéré comme le potentiel de l'état d'équilibre.
2. La dégradation de la capacité causée par le premier effet de l'électrode positive de la batterie lipo 1s est ignorée ici. Même après la perte du premier effet, les électrodes négatives avec différents rapports N/P correspondent à la même courbe positive. On considère que la perte du premier effet de l'électrode positive de la batterie lipo 1s n'est causée qu'au début de la charge, et la formation de film causée par l'oxydation à la fin de la charge est ignorée ici. La situation réelle est que ce n'est qu'avec l'avancement du cycle que la formation du film d'oxydation affectera la capacité.

3. Le rapport du premier effet de l'électrode négative est considéré comme indépendant du rapport N/P. C'est une constante. Il y a beaucoup d'électrodes négatives, et la batterie lipo 1s perd beaucoup de capacité à travers le premier effet. La phase où la réaction se produit est également au début de la charge.
4. Les potentiels positif et négatif sont libres, et la seule limitation est la tension de la cellule complète. Les tensions des deux cellules complètes aux extrémités de décharge et de charge sont respectivement égales.
Puisque le rapport de l'électrode négative à réagir dans le premier effet de la batterie lipo 1s est le même, et que la quantité totale d'électrodes négatives est différente, la courbe de charge-décharge de l'électrode négative avec plus d'électrodes négatives et celle avec moins d'électrode négative produisent un décalage de phase correspondant à la même courbe de charge-décharge de l'électrode positive.

Puisque le potentiel de l'électrode positive diminue progressivement avec l'augmentation de l'intercalation de lithium (processus de décharge), dans le processus de dé-Li/augmentation de la tension de l'électrode négative de la batterie lipo 1s, la position d'utilisation de la courbe de décharge de l'électrode positive correspondant à la fin de la courbe de décharge de l'électrode négative avec plus d'électrode négative et moins d'électrode négative est : Différemment, la tension positive de la batterie lipo 1s correspondant à la fin de décharge négative avec moins d'électrode négative est plus basse.

Afin d'atteindre la même tension de batterie pleine, la tension de l'électrode négative avec moins d'électrode négative augmente moins, ce qui évite également le degré excessif de retrait de Li de l'électrode négative. Un retrait excessif de Li de l'électrode négative endommagera et reformera le film SEI de la batterie lipo 1s, entraînant une défaillance du cycle. Cette méthode d'analyse peut également être appliquée à la fin de la charge, et il en est conclu que lorsque l'électrode positive de la batterie lipo 1s est excessive, l'électrode positive est en charge superficielle et l'électrode négative est en charge profonde.

Résumé

Pour une batterie lipo 1s avec un petit rapport N/P, c'est-à-dire une batterie lipo 1s avec un excès d'électrodes négatives, l'électrode positive peut atteindre l'état de charge superficielle et de décharge profonde dans le cycle, et l'état de l'électrode négative est une charge profonde et une décharge superficielle. inversement.
Eh bien, ce qui précède est le contenu complet d'aujourd'hui. J'espère qu'à travers cet article, tout le monde pourra comprendre le rapport N/P de la batterie lipo 1s, ainsi que l'impact du rapport N/P de la batterie lipo sur la batterie. Plus d'informations sur les batteries lipo peuvent être lues ci-dessous :
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