Redenen voor lithiumevolutie van lithium-ionbatterijen is een buitengewoon veel voorkomend abnormaal verschijnsel in de lithiumbatterijindustrie.

Verschillende lithiumevolutietoestanden corresponderen vaak met verschillende redenen. Het analyseren van de redenen op basis van de lithiumevolutietoestand kan de productopbrengst verbeteren.

Vanuit een algemeen perspectief zijn de redenen voor lithiumevolutie in lithium-ionbatterijen onderverdeeld in vijf categorieën: lithiumevolutie veroorzaakt door onvoldoende negatieve elektrodemarge; lithiumevolutie veroorzaakt door oplaadmechanisme; lithiumontwikkeling veroorzaakt door een abnormaal inbrengpad van lithium; lithiumevolutie veroorzaakt door abnormaal hoofdmateriaal; Lithiumafzetting op een vaste locatie vanwege bijzondere redenen. Het volgende is een uitleg van de specifieke redenen voor de lithiumontwikkeling om de bovenstaande vijf categorieën redenen.

1. Lithiumontwikkeling van lithiumionbatterijen veroorzaakt door onvoldoende negatieve elektrodemarge

Nadat lithiumionen tijdens het opladen uit de positieve elektrode zijn vrijgegeven, moeten ze een bestemming hebben. Over het algemeen moet het lot worden ingebed in de negatieve elektrode, maar wanneer de negatieve elektrode onvoldoende is en de negatieve elektrode lithiumionen minder kan inbrengen dan de positieve elektrode gedeïntercaleerde lithiumionen, kunnen lithiumionen alleen op het oppervlak van de negatieve worden neergeslagen. elektrode. Onvoldoende overtollige negatieve elektrode kan worden beschouwd als de meest voorkomende oorzaak van lithiumneerslag.

Afhankelijk van de positie van onvoldoende negatieve elektrode-overschrijding, kan deze worden onderverdeeld in de volgende drie groepen lithiumanalyseomstandigheden:

(1) Lithiumontwikkeling met onvoldoende overmaat aan conventionele anode

Wanneer de negatieve elektrode buitengewoon onvoldoende is, is er niet genoeg ruimte om de lithiumionen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode te brengen. Daarom kan alleen metallisch lithium worden gevormd en neergeslagen op het oppervlak van de negatieve elektrode. Omdat de mate van onvoldoende overmaat van de negatieve elektrode in het algemeen uniform is, en de lithiumionen die uit de positieve elektrode worden geëxtraheerd ook gelijkmatig naar de negatieve elektrode komen, is de lithiumontwikkeling die wordt veroorzaakt door de onvoldoende negatieve elektrode ook een uniforme laag. De ernst van de lithiumontwikkeling houdt verband met de onvoldoende negatieve elektrode-overmaat. De mate is nauw verwant, hoe hoger de mate van overmaat en tekort, hoe ernstiger de lithiumneerslag.

(2) Lithiumanalyse op yin en yang

Wanneer een batterijcel is bedekt met een zware coating aan de ene kant van de positieve elektrode of licht gecoat aan de ene kant van de negatieve elektrode, zal het lithium aan beide kanten van de negatieve elektrode van de batterijcel lithium aan de andere kant afzetten. , die algemeen bekend staat als de Yin- en Yang-kant. Het grensvlak van de anode- en kathodecel aan de lithium-evoluerende zijde is exact hetzelfde als die van de negatieve elektrode met overtollig of onvoldoende lithium, terwijl de andere zijde goudgeel is (voor grafietanode).

(3) De positieve elektrodekop is gecoat zonder lithium te verdunnen

Als de positieve elektrodekop tijdens het coaten niet wordt verdund, kan het verband op de positie van de positieve elektrodekop dikker zijn, zodat er een overmaat en onvoldoende is die overeenkomt met de negatieve elektrodekop, wat resulteert in een strip van de negatieve kop. Analyseer lithium.

2. Uitwerpen van lithium-ionbatterijen die niet op de juiste manier zijn vervaardigd door laders

Aangezien de ontwikkeling van lithium plaatsvindt tijdens de oplaadfase, moet de verandering in het oplaadmechanisme ook een van de redenen zijn voor de ontwikkeling van lithium. Het volgende is een lijst van verschillende gevallen van lithiumevolutie als gevolg van het oplaadmechanisme:

(1) Lithiumprecipitatie door opladen bij lage temperatuur

De reden voor lithiumprecipitatie tijdens laden bij lage temperatuur is dat de lithiuminsteekweerstand van de negatieve elektrode bij lage temperaturen aanzienlijk groter is dan die van de positieve elektrode. Hoewel lithiumionen bij lage temperaturen relatief snel uit de positieve elektrode kunnen worden verwijderd, kunnen ze niet op tijd in de negatieve elektrode worden ingebracht, waardoor neerslag ontstaat. lithium.

(2) Lithiumanalyse door opladen met hoge snelheid

Als opladen bij kamertemperatuur de oplaadsnelheid blindelings verhoogt, zal de negatieve elektrode ook lithiumprecipitatie veroorzaken vanwege het onvermogen om het inbrengen van lithium snel te voltooien. Bij het conventionele ontwerp van het capaciteitstype is de maximale laadsnelheid die de batterijcel kan weerstaan ​​ongeveer 1C ~ 1,5C. Als het product tijdens gebruik de laadstroom verder moet verhogen, is een speciaal ontwerp van het poolstuk en de elektrolyt vereist. Anders, hoe groter de oplaadsnelheid, hoe ernstiger de lithiumontwikkeling zal zijn.

(3) Overbelasting van lithium

Wanneer de laadspanning of laadcapaciteit van de batterij de ontwerpwaarde aanzienlijk overschrijdt, worden er meer overtollige lithiumionen uit de positieve elektrode gehaald. Omdat de negatieve elektrode is ontworpen, is er geen ruimte voor deze overtollige lithiumionen. Lithium is onvermijdelijk. Tijdens overladen is de de-intercalatie van lithiumionen van de positieve elektrode uniform en varieert deze niet met de positie van het poolstuk, dus de lithiumontwikkeling veroorzaakt door overbelasting is ook een uniforme laag.

3. Lithiumontwikkeling van lithium-ionbatterijen veroorzaakt door abnormale inbrengwegen van lithium

Bij het opladen van een lithium-ionbatterij worden lithiumionen uit de positieve elektrode gehaald en vervolgens via de elektrolyt in de negatieve elektrode gestoken. Als het grensvlak tussen de positieve en negatieve elektroden echter niet goed contact maakt, zullen lithiumionen neerslaan op het oppervlak van de negatieve elektrode. De details zijn als volgt:

(1) Diafragma-rimpels om lithium te analyseren

Wanneer de separator vanwege zijn eigen kwaliteit gekreukt is, kunnen de lithiumionen op de corresponderende positie van de positieve elektrode gedeïntercaleerd zijn, en kunnen ze niet uniform in de negatieve elektrode worden ingebracht. Het resultaat is dat de negatieve elektrode op de corresponderende positie ofwel bruin wordt bij onvoldoende lithium-intercalatie, ofwel streepachtig lithium wordt met dezelfde richting van krimpen.

(2) Vervorming van de batterijcel om lithium te analyseren

Wanneer de dikte van de batterijcel groot is, is deze gemakkelijk te vervormen. Wanneer de vervorming ernstig is, kan het poolstuk dat overeenkomt met de vervormde positie van de batterijcel slecht contact maken, wat resulteert in het strookvormige lithium-inbrenggebied in de bovenstaande afbeelding, dat af en toe zal worden vergezeld van analyse. lithium.

(3) Conventionele vorming en geen warme en koude persing van lithium vóór vorming

Als de dikte van de cel relatief groot is, zelfs als de conventionele formatie wordt uitgevoerd zonder warm en koud persen na vloeistofinjectie, zal het grensvlak niet al te problematisch zijn. Echter, voor sommige dunne cellen met een dikte van minder dan 3 mm, als er geen klemming is tijdens de formatie, en het warm en koud persen of het bakken van de armatuur worden vergeten voor de formatie, zal het grensvlak ellendiger zijn.

Aangezien het contact tussen dunne batterijen bij het grensvlak moeilijk te sluiten is, kan het formatiegas niet volledig worden ontladen als er geen druk op het oppervlak wordt uitgeoefend voor en tijdens de formatie en zal het grensvlakcontact worden beïnvloed, wat resulteert in onvoldoende puntachtig lithium. inbrengen en puntachtige lithiumprecipitatie.

4) De armatuur wordt zonder druk tot lithium gevormd

Omdat de formatie van de armatuur vaak gepaard gaat met een hoge stroom en een hoge SOC-lading, is de gasproductiesnelheid tijdens de formatie sneller en zal de batterij-interface na de formatie duidelijk goudgeel zijn en zal de positie die overeenkomt met de onvoldoende insertie van lithium er duidelijker uitzien. Of het nu gaat om een ​​dunne cel die niet heet of koud geperst is voor formatie, of een cel die gevormd zou moeten zijn door de armatuur maar niet onder druk, zolang het probleem wordt gevonden voor het ontgassen, dan is de kleine stroomontlading met armatuur en de formatie kan opnieuw worden uitgevoerd. De interface is aanzienlijk verbeterd.

(5) Samenvatting lithiumanalyse:

Wanneer het lithium-inbrengpad abnormaal is, is de meest voor de hand liggende interface-afwijking van de batterijcel het bruine onvoldoende lithium-inbrenggebied, gevolgd door de lichte lithiumontwikkeling op de corresponderende positie. Vanwege de verschillende vormingsprocessen en materialen kan het fenomeen van lithiumprecipitatie dat wordt veroorzaakt door een slecht grensvlakcontact tijdens de vorming, verschillen van de bovenstaande illustratie.

4. Lithiumontwikkeling van lithium-ionbatterij veroorzaakt door abnormaal hoofdmateriaal

Tijdens het laadproces is de bestemming van lithiumionen om de SEI-film te penetreren en uiteindelijk te worden ingebed in de negatieve elektrode. Als er een probleem is met de SEI-film of de negatieve elektrode, waardoor de lithiumionen niet normaal kunnen worden ingebracht, kan het resultaat alleen lithiumevolutie zijn.

(1) Lithium wordt verpletterd door de negatieve elektrode

Wanneer de verdichting van de negatieve elektrodeblad zijn limiet overschrijdt, zullen lithiumionen worden afgezet op het oppervlak van de negatieve elektrode wanneer de negatieve elektrodestructuur wordt verbrijzeld of wanneer er niet genoeg ruimte is om in te brengen. De lithiumevolutie die wordt veroorzaakt door het verbrijzelen van de negatieve elektrode is niet te repareren, zoals het slechte chemisch contact, en heeft een fatale impact op de capaciteit en cyclus van de batterij.

(2) Lithiumontwikkeling veroorzaakt door minder elektrolyt

Wanneer de batterij wordt geïnjecteerd met een kleine hoeveelheid vloeistof of de verouderingstijd na injectie kort is, zal de elektrolyt niet volledig in de negatieve elektrode kunnen infiltreren en zal de positie waar de infiltratie niet volledig is geïnfiltreerd een kleine zwarte vlek vormen met geen ingebed lithium zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Er kan een lichte lithiumontwikkeling zijn rond de zwarte vlek.

(3) Lithiumontwikkeling met niet-overeenkomende elektrolyt

Het principe van lithiumevolutie dat hierdoor wordt veroorzaakt, wordt door Wenwu niet volledig begrepen. Het wordt geraden dat de elektrolyt en de negatieve elektrode niet op elkaar zijn afgestemd, waardoor de SEI-film te dik of ongelijk is en vervolgens het inbrengen van lithiumionen wordt belemmerd; of de elektrolyt kan niet volledig infiltreren in de negatieve elektrode, waardoor het inbrengen van lithiumionen moeilijk wordt.

(4) Lithiumontwikkeling veroorzaakt door directe scheiding zonder te worden gevormd

Als de batterijcel rechtstreeks wordt opgeladen met een afzonderlijk volume zonder een kleine stroom te vormen, kan de SEI-film niet effectief worden gevormd, wat de opname van lithiumionen in de negatieve elektrode zal beïnvloeden en lithiumontwikkeling tijdens het laadproces zal veroorzaken. De bijbehorende lithiumanalyse-afbeelding is als een plek zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.

(5) Het watergehalte overschrijdt de norm om lithium te analyseren

Een kleine hoeveelheid water draagt ​​bij aan de vorming van de SEI-film, maar wanneer het watergehalte de norm overschrijdt, zal het reageren met het lithiumzout in de elektrolyt en de samenstelling van de SEI-film vernietigen, waardoor het inbrengen van lithiumionen in het negatief wordt beïnvloed. elektrode en het vormen van de onregelmatigheden in de bovenstaande afbeelding Bruin gebied, soms zal het bruine gebied ook lithiumevolutie voorkomen.