Dendrit lithium betyder simpelthen, at når mængden af ​​lithium indlejret i grafit overstiger dens tolerance, vil de overskydende lithiumioner kombineres med elektroner, der kommer fra den negative elektrode og begynder at aflejre sig på overfladen af ​​den negative elektrode. I processen med at genoplade batteriet, en spænding fra omverdenen og de interne lithium ion anode materialer til at dukke op i elektrolytmediet, elektrolyt af lithium ion også under betingelse af spændingsforskellen mellem omverdenen til kullaget bevæger sig , fordi grafitten er en lagdelt kanal, vil lithiumlithium trænge ind i kanalen med kulstof for at danne kulstofforbindelser, LiCx (x=1~6) grafitinterlaminære forbindelser dannes. Den elektrokemiske reaktion på anoden af ​​lithiumbatteri kan udtrykkes som følger:

I denne formel har du én parameter, billedet, og hvis du lægger de to sammen billedet, får du dendrit lithium. Der er et koncept her, som alle er bekendt med, grafit interlaminære forbindelser. Grafit interlamellære forbindelser (GIC’er for korte) er krystallinske forbindelser, hvor ikke-kulstofholdige reaktanter indsættes i grafitlag ved fysiske eller kemiske midler for at kombinere med hexagonale netværksplaner af carbon, mens grafitlamellstrukturen bevares.

Funktioner:

Dendritlithium aflejres generelt på kontaktpositionen af ​​membranen og den negative pol. Elever, der har erfaring med at afmontere batterier, bør ofte finde et lag gråt materiale på membranen. Ja, det er lithium. Dendrit lithium er lithiummetal dannet efter lithiumion modtager elektron. Lithiummetal kan ikke længere danne lithiumion for at deltage i batteriets opladnings- og afladningsreaktion, hvilket resulterer i en reduktion af batterikapaciteten. Dendritlithium vokser fra overfladen af ​​den negative elektrode mod membranen. Hvis lithiummetal konstant aflejres, vil det til sidst gennembore membranen og forårsage batterikortslutning, hvilket forårsager batterisikkerhedsproblemer.

Påvirkende faktorer:

De vigtigste faktorer, der påvirker dannelsen af ​​dendrit-lithium, er ruheden af ​​anodeoverfladen, koncentrationsgradienten af ​​lithium-ion og strømtætheden osv. Derudover SEI-film, typen af ​​elektrolyt, koncentration af opløst stof og den effektive afstand mellem de positive og negative elektroder har alle en vis indflydelse på dannelsen af ​​dendritlithium.

1. Negativ overfladeruhed

Ruheden af ​​den negative elektrodeoverflade påvirker dannelsen af ​​dendritlithium, og jo mere ru overfladen er, jo mere befordrende er den for dannelsen af ​​dendritlithium. Dannelsen af ​​dendritlithium involverer fire hovedindhold, herunder elektrokemi, krystologi, termodynamik og kinetik, som er beskrevet detaljeret i artiklen af ​​David R. Ely.

2. Gradient og fordeling af lithiumionkoncentration

Efter at være flygtet fra det positive materiale, passerer lithium-ionerne gennem elektrolytten og membranen for at modtage elektroner ved den negative elektrode. Under opladningsprocessen stiger koncentrationen af ​​lithiumioner i den positive elektrode gradvist, mens koncentrationen af ​​lithiumioner i den negative elektrode falder på grund af den kontinuerlige accept af elektroner. I en fortyndet opløsning med høj strømtæthed bliver ionkoncentrationen nul. Modellen etableret af Chazalviel og Chazalviel viser, at når ionkoncentrationen reduceres til 0, vil den negative elektrode danne en lokal rumladning og danne en dendritstruktur. Væksthastigheden af ​​dendritstrukturen er den samme som ionmigreringshastigheden i elektrolytten.

3. Strømtæthed

I artiklen Dendrit Growth in Lithium/Polymer Systems mener forfatteren, at væksthastigheden af ​​spidsen af ​​Dendrite Lithium er tæt forbundet med den nuværende tæthed, som vist i følgende ligning:

Billedet

Hvis strømtætheden reduceres, kan væksten af ​​dendritlithium forsinkes til en vis grad, som vist i nedenstående figur:

Billedet

Sådan undgår du:

Dannelsesmekanismen for dendritlithium er stadig klar, men der er forskellige vækstmodeller af lithiummetal. Ifølge dannelsen og påvirkningsfaktorerne af dendritlithium kan dannelsen af ​​dendritlithium undgås ud fra følgende aspekter:

1. Kontroller anodematerialets overfladeplanhed.

2. Størrelsen af ​​negative partikler bør være mindre end den kritiske termodynamiske radius.

3. Kontroller befugtningen af ​​elektroaflejring.

4. Begræns galvaniseringspotentialet under den kritiske værdi. Derudover kan den traditionelle opladnings- og afladningsmekanisme forbedres, for eksempel kan pulstilstand overvejes.

5. Tilføj elektrolytadditiver, der stabiliserer grænsefladen mellem negativ elektrolyt

6. Udskift flydende elektrolyt med højstyrke gel/fast elektrolyt

7. Etabler overfladebeskyttelseslaget af højstyrke lithiumanode

Til sidst er to spørgsmål tilbage til diskussion i slutningen af ​​artiklen:

1. Hvor er den elektrokemiske reaktion af lithium-ioner? Den ene er, at lithium-ioner på overfladen af ​​grafit elektrokemisk reaktion efter fast masseoverførsel, for at nå mætningstilstanden. For det andet migrerer lithiumioner ind i grafitlag gennem korngrænser af grafitmikrokrystaller og reagerer i grafit.

2. Reagerer lithiumioner med grafit og danner lithiumkulstofforbindelse og dendritlithium synkront eller sekventielt?

Velkommen til at diskutere, efterlad en besked ~