Δενδρίτης λιθίου σημαίνει απλώς ότι όταν η ποσότητα λιθίου που είναι ενσωματωμένο στον γραφίτη υπερβαίνει την ανοχή της, η περίσσεια ιόντων λιθίου θα συνδυαστεί με τα ηλεκτρόνια που προέρχονται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο και θα αρχίσουν να εναποτίθενται στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου. Κατά τη διαδικασία επαναφόρτισης της μπαταρίας, μια τάση από τον εξωτερικό κόσμο και τα εσωτερικά υλικά ανόδου ιόντων λιθίου για να αναδυθούν στο μέσο ηλεκτρολύτη, ο ηλεκτρολύτης ιόντων λιθίου επίσης υπό την προϋπόθεση της διαφοράς τάσης μεταξύ του εξωτερικού κόσμου στο στρώμα άνθρακα μετακινείται , επειδή ο γραφίτης είναι ένα κανάλι με στρώσεις, το λίθιο λίθιο θα εισέλθει στο κανάλι με άνθρακα για να σχηματίσει ενώσεις άνθρακα, σχηματίζονται ενώσεις του γραφίτη LiCx (x=1~6). Η ηλεκτροχημική αντίδραση στην άνοδο της μπαταρίας λιθίου μπορεί να εκφραστεί ως εξής:

Σε αυτόν τον τύπο, έχετε μία παράμετρο, την εικόνα, και αν προσθέσετε τις δύο μαζί την εικόνα, θα λάβετε δενδρίτη λίθιο. Υπάρχει μια ιδέα εδώ με την οποία όλοι γνωρίζουν, οι ενώσεις μεταξύ στρωμάτων γραφίτη. Οι ενδιάμεσες ελασματώδεις ενώσεις γραφίτη (GICs για συντομία) είναι κρυσταλλικές ενώσεις στις οποίες μη ανθρακούχα αντιδρώντα εισάγονται σε στρώματα γραφίτη με φυσικά ή χημικά μέσα για να συνδυαστούν με επίπεδα εξαγωνικού δικτύου άνθρακα διατηρώντας παράλληλα τη δομή ελασμάτων γραφίτη.

Χαρακτηριστικά:

Το δενδρίτη λίθιο εναποτίθεται γενικά στη θέση επαφής του διαφράγματος και του αρνητικού πόλου. Οι μαθητές που έχουν εμπειρία στην αποσυναρμολόγηση μπαταριών θα πρέπει συχνά να βρίσκουν ένα στρώμα γκρι υλικού στο διάφραγμα. Ναι, αυτό είναι λίθιο. Το δενδρίτη λίθιο είναι μέταλλο λιθίου που σχηματίζεται μετά τη λήψη ηλεκτρονίων από ιόντα λιθίου. Το μέταλλο λιθίου δεν μπορεί πλέον να σχηματίσει ιόντα λιθίου για να συμμετέχει στην αντίδραση φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας, με αποτέλεσμα τη μείωση της χωρητικότητας της μπαταρίας. Το δενδρίτη λίθιο αναπτύσσεται από την επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου προς το διάφραγμα. Εάν το μέταλλο λιθίου εναποτίθεται συνεχώς, τελικά θα τρυπήσει το διάφραγμα και θα προκαλέσει βραχυκύκλωμα μπαταρίας, προκαλώντας προβλήματα ασφάλειας της μπαταρίας.

Παράγοντες που επηρεάζουν:

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τον σχηματισμό του λιθίου δενδρίτη είναι η τραχύτητα της επιφάνειας της ανόδου, η βαθμίδα συγκέντρωσης του ιόντος λιθίου και η πυκνότητα του ρεύματος κ.λπ. και τα αρνητικά ηλεκτρόδια έχουν όλα κάποια επίδραση στο σχηματισμό του λιθίου δενδρίτη.

1. Αρνητική τραχύτητα επιφάνειας

Η τραχύτητα της επιφάνειας του αρνητικού ηλεκτροδίου επηρεάζει τον σχηματισμό του λιθίου δενδρίτη και όσο πιο τραχιά είναι η επιφάνεια, τόσο πιο ευνοϊκή είναι για το σχηματισμό λιθίου δενδρίτη. Ο σχηματισμός του λιθίου δενδρίτη περιλαμβάνει τέσσερα κύρια περιεχόμενα, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροχημείας, της κρυστολογίας, της θερμοδυναμικής και της κινητικής, τα οποία περιγράφονται λεπτομερώς στο άρθρο του David R. Ely.

2. Κλίση και κατανομή συγκέντρωσης ιόντων λιθίου

Μετά τη διαφυγή από το θετικό υλικό, τα ιόντα λιθίου περνούν από τον ηλεκτρολύτη και τη μεμβράνη για να λάβουν ηλεκτρόνια στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Κατά τη διαδικασία φόρτισης, η συγκέντρωση ιόντων λιθίου στο θετικό ηλεκτρόδιο αυξάνεται σταδιακά, ενώ η συγκέντρωση ιόντων λιθίου στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μειώνεται λόγω της συνεχούς αποδοχής ηλεκτρονίων. Σε αραιό διάλυμα με υψηλή πυκνότητα ρεύματος, η συγκέντρωση ιόντων γίνεται μηδέν. Το μοντέλο που καθιέρωσαν οι Chazalviel και Chazalviel δείχνει ότι όταν η συγκέντρωση ιόντων μειωθεί στο 0, το αρνητικό ηλεκτρόδιο θα σχηματίσει ένα τοπικό φορτίο χώρου και θα σχηματίσει μια δομή δενδρίτη. Ο ρυθμός ανάπτυξης της δομής του δενδρίτη είναι ο ίδιος με αυτόν του ρυθμού μετανάστευσης ιόντων στον ηλεκτρολύτη.

3. Πυκνότητα ρεύματος

Στο άρθρο Ανάπτυξη δενδρίτη σε συστήματα λιθίου/πολυμερούς, ο συγγραφέας πιστεύει ότι ο ρυθμός ανάπτυξης της κορυφής του λιθίου δενδρίτη σχετίζεται στενά με την πυκνότητα ρεύματος, όπως φαίνεται στην ακόλουθη εξίσωση:

Η εικόνα

Εάν η πυκνότητα ρεύματος μειωθεί, η ανάπτυξη του δενδρίτη λιθίου μπορεί να καθυστερήσει σε κάποιο βαθμό, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Η εικόνα

Πώς να αποφύγετε:

Ο μηχανισμός σχηματισμού του λιθίου δενδρίτη είναι ακόμα σαφής, αλλά υπάρχουν διάφορα μοντέλα ανάπτυξης μετάλλου λιθίου. Σύμφωνα με τον σχηματισμό και τους παράγοντες επιρροής του δενδριτικού λιθίου, ο σχηματισμός δενδριτικού λιθίου μπορεί να αποφευχθεί από τις ακόλουθες πτυχές:

1. Ελέγξτε την επιπεδότητα της επιφάνειας του υλικού ανόδου.

2. Το μέγεθος των αρνητικών σωματιδίων πρέπει να είναι μικρότερο από την κρίσιμη θερμοδυναμική ακτίνα.

3. Ελέγξτε τη διαβρεξιμότητα της ηλεκτροαπόθεσης.

4. Περιορίστε το δυναμικό επιμετάλλωσης κάτω από την κρίσιμη τιμή. Επιπλέον, ο παραδοσιακός μηχανισμός φόρτισης και εκφόρτισης μπορεί να βελτιωθεί, για παράδειγμα, μπορεί να ληφθεί υπόψη η λειτουργία παλμού.

5. Προσθέστε πρόσθετα ηλεκτρολυτών που σταθεροποιούν τη διεπαφή αρνητικού-ηλεκτρολύτη

6. Αντικαταστήστε τον υγρό ηλεκτρολύτη με γέλη/στερεό ηλεκτρολύτη υψηλής αντοχής

7. Δημιουργήστε το επιφανειακό προστατευτικό στρώμα ανόδου λιθίου υψηλής αντοχής

Τέλος, δύο ερωτήματα μένουν προς συζήτηση στο τέλος του άρθρου:

1. Πού είναι η ηλεκτροχημική αντίδραση των ιόντων λιθίου; Το ένα είναι ότι τα ιόντα λιθίου στην επιφάνεια της ηλεκτροχημικής αντίδρασης γραφίτη μετά τη μεταφορά στερεής μάζας, για να φτάσουν στην κατάσταση κορεσμού. Δεύτερον, τα ιόντα λιθίου μεταναστεύουν σε στρώματα γραφίτη μέσω των ορίων κόκκων μικροκρυστάλλων γραφίτη και αντιδρούν στον γραφίτη.

2. Τα ιόντα λιθίου αντιδρούν με τον γραφίτη για να σχηματίσουν ένωση άνθρακα λιθίου και δενδρίτη λιθίου συγχρονισμένα ή διαδοχικά;

Καλώς ήρθατε να συζητήσετε, αφήστε ένα μήνυμα ~