ኒኬል-ኮባልት-ማንጋኒዝ ተርኔሪ ቁሳቁስ የአሁኑ የኃይል ባትሪ ዋና ቁሳቁሶች አንዱ ነው. ሦስቱ ንጥረ ነገሮች ለካቶድ ቁሳቁስ የተለያዩ ትርጉሞች አሏቸው, ከእነዚህም መካከል የኒኬል ንጥረ ነገር የባትሪውን አቅም ማሻሻል ነው. የኒኬል ይዘት ከፍ ባለ መጠን የቁሳቁስ ልዩ አቅም ከፍ ያለ ይሆናል። NCM811 የተወሰነ አቅም ያለው 200mAh/g እና ወደ 3.8V የሚደርስ የመልቀቂያ መድረክ አለው፣ ይህም ወደ ከፍተኛ የኃይል ጥግግት ባትሪ መስራት ይችላል። ይሁን እንጂ የ NCM811 ባትሪ ችግር ደካማ ደህንነት እና ፈጣን ዑደት ህይወት መበስበስ ነው. የዑደት ህይወቱን እና ደህንነትን የሚነኩ ምክንያቶች ምንድናቸው? ይህንን ችግር እንዴት መፍታት ይቻላል? የሚከተለው ጥልቅ ትንታኔ ነው።

NCM811 በአዝራር ባትሪ (NCM811/Li) እና በተለዋዋጭ ጥቅል ባትሪ (NCM811/ ግራፋይት) የተሰራ ሲሆን የግራም አቅም እና ሙሉ የባትሪ አቅም እንደቅደም ተከተላቸው ተፈትነዋል። ለስላሳ-ጥቅል ያለው ባትሪ ለነጠላ ፋክተር ሙከራ በአራት ቡድን ተከፍሏል። የመለኪያው ተለዋዋጭ የተቆረጠ ቮልቴጅ ነበር, እሱም 4.1V, 4.2V, 4.3V እና 4.4V, በቅደም ተከተል. በመጀመሪያ ባትሪው በ 0.05c እና ከዚያም በ 0.2C በ 30 ℃ ላይ ሁለት ጊዜ በብስክሌት ተዘዋውሯል. ከ 200 ዑደቶች በኋላ ፣ ለስላሳ ጥቅል የባትሪ ዑደት ኩርባ ከዚህ በታች ባለው ስእል ይታያል ።

ከሥዕሉ መረዳት እንደሚቻለው በከፍተኛ የቮልቴጅ መቆራረጥ ሁኔታ ውስጥ የቁስ እና የባትሪው ግራም አቅም ሁለቱም ከፍ ያለ ቢሆንም የባትሪ እና የቁሳቁስ ግራም አቅም በፍጥነት ይበሰብሳሉ። በተቃራኒው ዝቅተኛ የመቁረጥ ቮልቴጅ (ከ 4.2 ቪ በታች), የባትሪ አቅም ቀስ በቀስ ይቀንሳል እና የዑደት ህይወት ይረዝማል.

በዚህ ሙከራ ውስጥ የጥገኛ ምላሽ በ isothermal calorimetry ጥናት የተደረገ ሲሆን በብስክሌት ሂደት ውስጥ የካቶድ ቁሳቁሶችን አወቃቀር እና ሞርፎሎጂ መበላሸት በ XRD እና SEM ጥናት ተካሂዷል። መደምደሚያዎቹ እንደሚከተለው ናቸው.

ስዕሉ

በመጀመሪያ ደረጃ, የመዋቅር ለውጥ የባትሪ ዑደት ህይወት ማሽቆልቆል ዋናው ምክንያት አይደለም

የ XRD እና SEM ውጤቶች በ 4.1 ዑደቶች በ 4.2c ከ 4.3 ዑደቶች በኋላ በኤሌክትሮድ እና በ 4.4V, 200V, 0.2V እና 4.2V የተቆረጠ የቮልቴጅ ቅንጣት ሞርፎሎጂ እና የባትሪው አቶሚክ መዋቅር ምንም ግልጽ ልዩነት እንደሌለ አሳይቷል. ስለዚህ, በሚሞሉበት እና በሚሞሉበት ጊዜ ህይወት ያላቸው ነገሮች ፈጣን መዋቅራዊ ለውጥ ለባትሪ ዑደት ህይወት ውድቀት ዋነኛው ምክንያት አይደለም. በምትኩ፣ በኤሌክትሮላይት እና በዴሊቲየም ግዛት ውስጥ ባሉ የቀጥታ ቁስ አካላት መካከል ባለው ግንኙነት ውስጥ ያሉ ጥገኛ ምላሾች በ XNUMXV ከፍተኛ የቮልቴጅ ዑደት የባትሪ ህይወት እንዲቀንስ ዋና ምክንያት ናቸው።

(1) ሴ.ኤም

ስዕሉ

ስዕሉ

A1 እና A2 ሳይዘዋወሩ የባትሪው SEM ምስሎች ናቸው። B ~ ኢ ከ 200ሳይክል በኋላ በ 0.5C ሁኔታ እና የ 4.1V/4.2V/4.3V/4.4V/XNUMXV የተቆረጠ ቮልቴጅ ከXNUMXሳይክል በኋላ የሚኖሩ የሴም ምስሎች ናቸው። በግራ በኩል በዝቅተኛ ማጉላት ስር የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ምስል ሲሆን በቀኝ በኩል ደግሞ በከፍተኛ ማጉላት ስር የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ምስል ነው። ከላይ ካለው ስእል እንደታየው በሚዘዋወረው ባትሪ እና በማይዘዋወረው ባትሪ መካከል ቅንጣት morphology እና ስብራት ዲግሪ ላይ ምንም ልዩ ልዩነት የለም።

(2) XRD ምስሎች

ከላይ ካለው ስእል እንደሚታየው በአምስቱ ቁንጮዎች ቅርፅ እና አቀማመጥ መካከል ግልጽ የሆነ ልዩነት የለም.

(3) የላቲስ መለኪያዎች ለውጥ

ስዕሉ

ከሠንጠረዡ እንደሚታየው የሚከተሉት ነጥቦች፡-

1. ሳይክል የሌላቸው የዋልታ ፕላስቲኮች ጥልፍልፍ ቋሚዎች ከ NCM811 የቀጥታ ዱቄት ጋር ይጣጣማሉ። የዑደት መቁረጫ ቮልቴጅ 4.1 ቪ ሲሆን, የጭረት ቋሚው ከቀደምት ሁለት የተለየ አይደለም, እና የ C ዘንግ ትንሽ ይጨምራል. በ 4.2V, 4.3V እና 4.4V ያለው የሲ-ዘንግ ጥልፍልፍ ቋሚዎች ከ 4.1V (0.004 angms) ጋር በእጅጉ የተለዩ አይደሉም, በ A-ዘንግ ላይ ያለው መረጃ ግን በጣም የተለያየ ነው.

2. በአምስቱ ቡድኖች ውስጥ በኒ ይዘት ላይ ምንም ጉልህ ለውጥ አልነበረም።

3. በ 4.1V በ 44.5° የሚዘዋወር ቮልቴጅ ያላቸው የዋልታ ሰሌዳዎች ትልቅ FWHM ሲያሳዩ ሌሎቹ የቁጥጥር ቡድኖች ተመሳሳይ FWHM ያሳያሉ።

በባትሪው የመሙላት እና የማፍሰስ ሂደት ውስጥ, የ C ዘንግ ትልቅ መጨፍጨፍ እና መስፋፋት አለው. በከፍተኛ የቮልቴጅ ውስጥ የባትሪ ዑደት ህይወት መቀነስ በሕያዋን ቁስ አካል ውስጥ ባሉ ለውጦች ምክንያት አይደለም. ስለዚህ, ከላይ ያሉት ሶስት ነጥቦች መዋቅራዊ ለውጥ የባትሪ ዑደት ህይወት ውድቀት ዋና ምክንያት አለመሆኑን ያረጋግጣሉ.

ስዕሉ

በሁለተኛ ደረጃ የ NCM811 ባትሪ ዑደት ህይወት በባትሪው ውስጥ ካለው ጥገኛ ምላሽ ጋር የተያያዘ ነው

NCM811 እና ግራፋይት የተለያዩ ኤሌክትሮላይቶችን በመጠቀም ወደ ተጣጣፊ ጥቅል ሴሎች የተሰሩ ናቸው። በተቃራኒው, 2% ቪሲ እና PES211 ወደ ሁለቱ ቡድኖች ኤሌክትሮላይት ተጨምረዋል, እና የሁለቱ ቡድኖች የአቅም ጥገና መጠን ከባትሪው ዑደት በኋላ ትልቅ ልዩነት አሳይቷል.

ስዕሉ

ከላይ ባለው ስእል መሰረት ባትሪው 2% ቪሲ ያለው የተቆረጠ ቮልቴጅ 4.1V, 4.2V, 4.3V እና 4.4V ሲሆን ከ 70 ዑደቶች በኋላ የባትሪው አቅም የመጠገን መጠን 98%, 98%, 91 ነው. % እና 88% በቅደም ተከተል። ከ 40 ዑደቶች በኋላ ፣ የተጨመረው PES211 የባትሪ አቅም ጥገና መጠን ወደ 91% ፣ 82% ፣ 82% ፣ 74% ቀንሷል። በአስፈላጊ ሁኔታ፣ በቀደሙት ሙከራዎች የ NCM424/graphite እና NCM111/ graphite ስርዓቶች ከPES211 ጋር ያለው የባትሪ ዑደት ህይወት ከ2% ቪሲ ጋር ሲነጻጸር የተሻለ ነበር። ይህ የኤሌክትሮላይት ተጨማሪዎች በከፍተኛ የኒኬል ስርዓቶች ውስጥ በባትሪ ህይወት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራሉ ወደሚለው ግምት ይመራል.

በተጨማሪም በከፍተኛ ቮልቴጅ ውስጥ ያለው የዑደት ህይወት ከዝቅተኛ ቮልቴጅ በጣም የከፋ እንደሆነ ከላይ ካለው መረጃ ማየት ይቻላል. በፖላራይዜሽን ፣ △ ቪ እና ዑደት ጊዜዎች ተስማሚ ተግባር ፣ የሚከተለውን ምስል ማግኘት ይቻላል ።

ስዕሉ

በዝቅተኛ የቮልቴጅ መጠን በብስክሌት ላይ በሚሽከረከርበት ጊዜ ባትሪው △V ትንሽ ቢሆንም ቮልቴጁ ከ 4.3 ቮ ሲጨምር △V በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል እና የባትሪው ፖላራይዜሽን ይጨምራል ይህም የባትሪውን ዕድሜ በእጅጉ ይጎዳል። በተጨማሪም የቪሲ እና የ PES211 የ△V ለውጥ መጠን እንደሚለያዩ ከሥዕሉ መረዳት ይቻላል፣ይህም የባትሪ ፖላራይዜሽን ደረጃ እና ፍጥነት በተለያዩ ኤሌክትሮላይት ተጨማሪዎች እንደሚለይ የበለጠ ያረጋግጣል።

Isothermal ማይክሮካሎሪሜትሪ የባትሪውን ጥገኛ ምላሽ እድል ለመተንተን ጥቅም ላይ ውሏል. ከታች በስዕሉ ላይ እንደሚታየው ከ rSOC ጋር ተግባራዊ ግንኙነት ለመፍጠር እንደ ፖላራይዜሽን፣ ኢንትሮፒ እና ጥገኛ የሙቀት ፍሰት ያሉ መለኪያዎች ተወስደዋል።

ስዕሉ

ከ 4.2 ቮ በላይ, የፓራሳይት ሙቀት ፍሰት በድንገት እየጨመረ ይሄዳል, ምክንያቱም ከፍተኛ የዴሊቲየም አኖድ ወለል በከፍተኛ ቮልቴጅ ውስጥ ከኤሌክትሮላይት ጋር በቀላሉ ምላሽ ይሰጣል. ይህ ለምን እንደሆነ ያብራራል የኃይል መሙያ እና የመልቀቂያ ቮልቴጅ, የባትሪው ጥገና ፍጥነት ይቀንሳል.

ስዕሉ

Iii. NCM811 ደካማ ደህንነት አለው።

የአከባቢውን የሙቀት መጠን በመጨመር ፣ በኤሌክትሮላይት ኃይል መሙላት የ NCM811 ምላሽ እንቅስቃሴ ከ NCM111 የበለጠ ነው። ስለዚህ የ NCM811 የባትሪ ምርት አጠቃቀም ብሄራዊ የግዴታ የምስክር ወረቀት ለማለፍ አስቸጋሪ ነው.

ስዕሉ

ስዕሉ የ NCM811 እና NCM111 የራስ-ሙቀት መጠን በ70℃ እና 350℃ መካከል ያለው ግራፍ ነው። ስዕሉ እንደሚያሳየው NCM811 በ 105 ℃ አካባቢ መሞቅ ሲጀምር NCM111 እስከ 200 ℃ ድረስ አይቆይም። NCM811 የማሞቅ ፍጥነት 1℃/ደቂቃ ከ200℃ ሲኖረው NCM111 የሙቀት መጠኑ 0.05℃/ደቂቃ አለው ይህ ማለት NCM811/ ግራፋይት ሲስተም የግዴታ የደህንነት ማረጋገጫ ለማግኘት አስቸጋሪ ነው።

ከፍተኛ የኒኬል ህይወት ያለው ነገር ለወደፊቱ ከፍተኛ የኃይል ጥንካሬ ባትሪ ዋናው ቁሳቁስ መሆኑ የማይቀር ነው. የ NCM811 የባትሪ ህይወት በፍጥነት የመበስበስ ችግርን እንዴት መፍታት ይቻላል? በመጀመሪያ፣ የ NCM811 ቅንጣት ገጽታ አፈጻጸሙን ለማሻሻል ተስተካክሏል። ሁለተኛው የዑደቱን ህይወት እና ደህንነት ለማሻሻል የሁለቱን ጥገኛ ምላሽ ሊቀንስ የሚችለውን ኤሌክትሮላይት መጠቀም ነው። ምስሉ

የQR ኮድን ለመለየት በረጅሙ ተጫኑ፣ሊቲየም π ያክሉ!

ለማጋራት እንኳን ደህና መጡ!