Dendrite litium sadəcə olaraq o deməkdir ki, qrafitə daxil edilmiş litiumun miqdarı onun dözümlülüyünü aşdıqda, artıq litium ionları mənfi elektroddan gələn elektronlarla birləşəcək və mənfi elektrodun səthində çökməyə başlayacaq. Batareyanın doldurulması prosesində, xarici dünyadan bir gərginlik və daxili litium ion anod materialları elektrolit mühitinə çıxır, litium ionunun elektroliti də xarici dünya arasındakı gərginlik fərqi şərti ilə karbon təbəqəsinə hərəkət edir. , qrafit laylı kanal olduğundan, litium litium karbon birləşmələri yaratmaq üçün karbonla kanala girəcək, LiCx (x=1~6) qrafit interlaminar birləşmələri əmələ gəlir. Litium batareyanın anodunda baş verən elektrokimyəvi reaksiya aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:

Bu düsturda bir parametriniz var, şəkil və ikisini birlikdə şəkil əlavə etsəniz, dendrit litium alırsınız. Burada hər kəsin tanış olduğu bir anlayış var, qrafit interlaminar birləşmələri. Qrafit interlamellar birləşmələri (qısaca GIC) qrafit təbəqə quruluşunu qoruyarkən karbonun altıbucaqlı şəbəkə təyyarələri ilə birləşmək üçün fiziki və ya kimyəvi vasitələrlə qrafit təbəqələrinə qeyri-karbonlu reaktivlərin daxil edildiyi kristal birləşmələrdir.

Xüsusiyyətləri:

Dendrite litium ümumiyyətlə diafraqmanın və mənfi qütbün təmas mövqeyinə yerləşdirilir. Batareyaların sökülməsi təcrübəsi olan tələbələr tez-tez diafraqmada boz material təbəqəsi tapmalıdırlar. Bəli, bu litiumdur. Dendrite litium litium ion elektron aldıqdan sonra əmələ gələn litium metalıdır. Litium metal artıq batareyanın doldurulması və boşaldılması reaksiyasında iştirak etmək üçün litium ionu əmələ gətirə bilmir, nəticədə batareya tutumu azalır. Dendrite litium mənfi elektrodun səthindən diafraqmaya doğru böyüyür. Litium metal davamlı olaraq çökərsə, o, nəticədə diafraqmanı deşəcək və batareyanın qısa qapanmasına səbəb olacaq və batareyanın təhlükəsizliyi ilə bağlı problemlərə səbəb olacaqdır.

Təsir edən amillər:

Dendrite litiumun əmələ gəlməsinə təsir edən əsas amillər anod səthinin pürüzlülüyü, litium ionunun konsentrasiya gradienti və cari sıxlıq və s. Bundan əlavə, SEI filmi, elektrolit növü, həll olunan maddənin konsentrasiyası və müsbət arasında effektiv məsafə. və mənfi elektrodların hamısı dendrit litiumun əmələ gəlməsinə müəyyən təsir göstərir.

1. Səthin mənfi pürüzlülüyü

Mənfi elektrod səthinin pürüzlülüyü dendrit litiumunun əmələ gəlməsinə təsir göstərir və səth nə qədər kobud olsa, dendrit litiumun əmələ gəlməsi üçün bir o qədər əlverişlidir. Dendrite litiumun formalaşması David R. Ely məqaləsində ətraflı təsvir olunan elektrokimya, kristalologiya, termodinamika və kinetik daxil olmaqla dörd əsas məzmunu əhatə edir.

2. Litium ionunun konsentrasiyasının qradiyenti və paylanması

Müsbət materialdan qaçdıqdan sonra litium ionları mənfi elektrodda elektronları qəbul etmək üçün elektrolit və membrandan keçir. Doldurma prosesi zamanı müsbət elektrodda litium ionlarının konsentrasiyası tədricən artır, elektronların davamlı qəbulu səbəbindən mənfi elektrodda litium ionlarının konsentrasiyası azalır. Yüksək cərəyan sıxlığı olan seyreltilmiş məhlulda ion konsentrasiyası sıfır olur. Chazalviel və Chazalviel tərəfindən qurulan model göstərir ki, ion konsentrasiyası 0-a endirildikdə, mənfi elektrod lokal kosmik yük əmələ gətirəcək və dendrit quruluşu meydana gətirəcəkdir. Dendritin strukturunun böyümə sürəti elektrolitdəki ionların miqrasiya sürəti ilə eynidir.

3. Cari sıxlıq

Məqalədə Dendrite Growth in Lithium/Polymer Systems, müəllif hesab edir ki, Dendrite Lithiumun ucunun böyümə sürəti aşağıdakı tənlikdə göstərildiyi kimi cari sıxlıqla sıx bağlıdır:

Şəkil

Cari sıxlıq azalarsa, dendrit litiumun böyüməsi aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi müəyyən dərəcədə gecikə bilər:

Şəkil

Qaçınmaq üçün necə:

Dendrite litiumun əmələ gəlmə mexanizmi hələ də aydındır, lakin litium metalının müxtəlif böyümə modelləri mövcuddur. Dendrite litiumun əmələ gəlməsinə və ona təsir edən amillərə görə, dendrit litiumun əmələ gəlməsinin qarşısını aşağıdakı aspektlərdən götürmək olar:

1. Anod materialının səthinin düzlüyünə nəzarət edin.

2. Mənfi hissəciklərin ölçüsü kritik termodinamik radiusdan kiçik olmalıdır.

3. Elektroçökmənin ıslanma qabiliyyətinə nəzarət edin.

4. Elektrokaplama potensialını kritik dəyərdən aşağı məhdudlaşdırın. Bundan əlavə, ənənəvi doldurma və boşaltma mexanizmi təkmilləşdirilə bilər, məsələn, nəbz rejimi nəzərdən keçirilə bilər.

5. Mənfi-elektrolit interfeysini sabitləşdirən elektrolit əlavələri əlavə edin

6. Maye elektroliti yüksək güclü gel/bərk elektrolitlə əvəz edin

7. Yüksək güclü litium anodun səthi qoruyucu təbəqəsini qurun

Nəhayət, məqalənin sonunda müzakirəyə iki sual qalır:

1. Litium ionlarının elektrokimyəvi reaksiyası haradadır? Biri, bərk kütlənin ötürülməsindən sonra qrafit elektrokimyəvi reaksiyanın səthində litium ionlarının doyma vəziyyətinə çatmasıdır. İkincisi, litium ionları qrafit mikrokristallarının taxıl sərhədləri vasitəsilə qrafit təbəqələrinə miqrasiya edir və qrafitdə reaksiya verir.

2. Litium ionları qrafitlə reaksiyaya girərək litium karbon birləşməsini və dendrit litiumunu sinxron və ya ardıcıl olaraq əmələ gətirir?

Müzakirə etmək üçün xoş gəlmisiniz, mesaj buraxın ~