Con la divulgazione su larga scala di veicoli di nuova energia, batterie agli ioni di litio sono il sistema di alimentazione più importante. Oltre alla densità di energia, anche la stabilità del ciclo e la sicurezza sono due problemi principali che devono essere migliorati con urgenza per le batterie agli ioni di litio commerciali. Si ritiene generalmente che il fenomeno dell'evoluzione del litio sia dovuto al fatto che quando gli ioni di litio sono intercalati sull'elettrodo negativo di grafite, parte della sostanza elementare metallica di litio viene precipitata sulla superficie della grafite a causa di limitazioni cinetiche, formando un litio metallico irregolare strato. Lo strato metallico di litio sulla superficie della grafite non solo causerà gravi rischi per la sicurezza, ma aggraverà anche la crescita del film di interfaccia dell'elettrolita solido, rendendo il litio attivo intrappolato in esso e diventando litio morto, incapace di partecipare al successivo ciclo di intercalazione del litio e la capacità è notevolmente ridotta.

In una serie di articoli tecnici condivideremo con voi i dettagli di questo fenomeno.

introduzione

La reazione esotermica e il calore Joule che accompagna il ciclo di carica e scarica faranno sì che la temperatura interna della batteria continui a salire, formando un gradiente di temperatura all'interno della batteria e quindi modificando il potenziale dell'elettrodo di equilibrio della reazione redox.

Di recente, il gruppo di Cui Yi presso la Stanford University esiste PNAS. La rivista ha pubblicato il titolo "Under potenziale limatura di litio sugli anodi di grafite causato dall'eterogeneità della temperatura "Articolo. Questo lavoro ha confermato che la temperatura nell'omogeneità all'interno della batteria agli ioni di litio causerà il potenziale di evoluzione del litio e il potenziale di inserzione del litio della parte dell'elettrodo negativo di grafite deviare dal potenziale dell'elettrodo di equilibrio, e quindi la precipitazione del litio metallico avverrà a un potenziale superiore a 0 V (vs Li0/Li+).Questo fenomeno di evoluzione del litio sottopotenziale causato dalla termodinamica fattori spiega bene perché gli anodi di grafite mostrano anche un'evoluzione del litio in condizioni di carica lenta.Questo lavoro serve a comprendere meglio il comportamento di deposizione irregolare del litio e prolungare la vita del ciclo degli ioni di litio.Fornire una base teorica.

Punti salienti della ricerca

1. I fattori termodinamici nel fenomeno dell'analisi del litio sono stati ignorati dalle persone. Questo lavoro ha studiato il comportamento anomalo della precipitazione del litio metallico dal punto di vista della termodinamica attraverso uno studio approfondito della temperatura nell'omogeneità all'interno della batteria.

2. Questo lavoro dimostra che all'aumentare della temperatura, la reazione di precipitazione del litio metallico avverrà nell'area locale dell'anodo di grafite a un potenziale superiore a 0 V (vs Li0/Li+) e le diverse modalità di precipitazione del litio vengono analizzate in profondità .

3. Questo lavoro ha condotto ricerche approfondite sulla deposizione sotto potenziale di litio metallico su anodi di grafite attraverso esperimenti e simulazioni e ha una comprensione più completa del fenomeno dell'evoluzione del litio. Si spera che guiderà il miglioramento della tecnologia di ricarica rapida della batteria agli ioni di litio.

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