Dendriitliitium tähendab lihtsalt seda, et kui grafiidis sisalduva liitiumi kogus ületab selle tolerantsi, ühinevad liigne liitiumioonid negatiivselt elektroodilt tulevate elektronidega ja hakkavad ladestuma negatiivse elektroodi pinnale. Aku laadimise käigus liigub välismaailma pinge ja sisemised liitiumioonanoodi materjalid elektrolüüdikeskkonda, liitiumiooni elektrolüüt ka välismaailma ja süsinikukihi pingeerinevuse tingimustes. , kuna grafiit on kihiline kanal, siseneb liitiumliitium kanalisse koos süsinikuga, moodustades süsinikuühendeid, tekivad LiCx (x=1~6) grafiidi kihtidevahelised ühendid. Liitiumaku anoodi elektrokeemilist reaktsiooni saab väljendada järgmiselt:

Selles valemis on teil üks parameeter, pilt, ja kui liidate need kaks kokku pildi, saate dendriitliitiumi. Siin on kihtidevahelised grafiidiühendid, mis on kõigile tuttavad. Grafiidi kihtidevahelised ühendid (lühidalt GIC-id) on kristalsed ühendid, milles mittesüsinikupõhised reagendid sisestatakse grafiidikihtidesse füüsikaliste või keemiliste vahenditega, et need ühineda süsiniku kuusnurksete võrgutasanditega, säilitades samal ajal grafiidi lamellstruktuuri.

Omadused:

Dendriitliitium ladestub tavaliselt diafragma ja negatiivse pooluse kontaktasendisse. Õpilased, kellel on kogemusi akude demonteerimisega, peaksid sageli leidma membraanilt halli materjali kihi. Jah, see on liitium. Dendriitliitium on liitiummetall, mis moodustub pärast liitiumioonide elektronide vastuvõtmist. Liitiummetall ei saa enam moodustada liitiumiooni, et osaleda aku laadimis- ja tühjenemisreaktsioonis, mille tulemuseks on aku mahu vähenemine. Dendriitliitium kasvab negatiivse elektroodi pinnalt diafragma suunas. Kui liitiummetalli sadestub pidevalt, torkab see lõpuks läbi membraani ja põhjustab aku lühise, mis põhjustab aku ohutusprobleeme.

Mõjutavad tegurid:

Dendriitliitiumi moodustumist mõjutavad peamised tegurid on anoodi pinna karedus, liitiumioonide kontsentratsioonigradient ja voolutihedus jne. Lisaks SEI-kile, elektrolüüdi tüüp, lahustunud aine kontsentratsioon ja positiivne kaugus ja negatiivsed elektroodid mõjutavad dendriitliitiumi moodustumist.

1. Negatiivne pinnakaredus

Negatiivse elektroodi pinna karedus mõjutab dendriitliitiumi teket ja mida karedam on pind, seda soodsam on see liitiumi dendriit moodustumist. Dendriitliitiumi moodustumine hõlmab nelja peamist sisu, sealhulgas elektrokeemiat, kristaloloogiat, termodünaamikat ja kineetikat, mida on üksikasjalikult kirjeldatud David R. Ely artiklis.

2. Liitiumioonide kontsentratsiooni gradient ja jaotus

Pärast positiivsest materjalist välja pääsemist läbivad liitiumioonid elektrolüüdi ja membraani, et saada negatiivse elektroodi elektronid. Laadimisprotsessi käigus suureneb liitiumioonide kontsentratsioon positiivses elektroodis järk-järgult, samas kui liitiumiioonide kontsentratsioon negatiivses elektroodis väheneb elektronide pideva vastuvõtmise tõttu. Suure voolutihedusega lahjendatud lahuses muutub ioonide kontsentratsioon nulliks. Chazalvieli ja Chazalvieli loodud mudel näitab, et kui ioonide kontsentratsiooni vähendatakse 0-ni, moodustab negatiivne elektrood lokaalse ruumilaengu ja dendriidi struktuuri. Dendriidi struktuuri kasvukiirus on sama, mis ioonide migratsioonikiirusel elektrolüüdis.

3. Voolu tihedus

Artiklis Dendriidi kasv liitiumi/polümeersüsteemides usub autor, et liitiumi dendriidi tipu kasvukiirus on tihedalt seotud voolutihedusega, nagu on näidatud järgmises võrrandis:

Pilt

Voolutiheduse vähendamisel võib dendriitliitiumi kasv teatud määral edasi lükata, nagu on näidatud alloleval joonisel:

Pilt

Kuidas vältida:

Dendriitliitiumi moodustumise mehhanism on endiselt selge, kuid liitiummetalli kasvumudeleid on erinevaid. Vastavalt dendriitliitiumi tekkele ja mõjuteguritele saab dendriitliitiumi teket vältida järgmistest aspektidest:

1. Kontrollige anoodimaterjali pinnatasasust.

2. Negatiivsete osakeste suurus peaks olema väiksem kui kriitiline termodünaamiline raadius.

3. Kontrollige elektrosadestamise märguvust.

4. Piirake galvaniseerimise potentsiaal alla kriitilise väärtuse. Lisaks saab täiustada traditsioonilist laadimis- ja tühjendusmehhanismi, näiteks mõelda impulssrežiimile.

5. Lisage elektrolüütide lisandeid, mis stabiliseerivad negatiivse elektrolüüdi liidest

6. Asendage vedel elektrolüüt tugeva geeli/tahke elektrolüüdiga

7. Paigaldage kõrge tugevusega liitiumanoodi pinnakaitsekiht

Lõpuks on artikli lõpus arutlemiseks jäetud kaks küsimust:

1. Kus toimub liitiumioonide elektrokeemiline reaktsioon? Üks on see, et liitiumioonid grafiidi elektrokeemilise reaktsiooni pinnal pärast tahke massi ülekandmist jõuavad küllastusolekusse. Teiseks migreeruvad liitiumioonid grafiidi mikrokristallide terapiiride kaudu grafiidikihtidesse ja reageerivad grafiidis.

2. Kas liitiumioonid reageerivad grafiidiga, moodustades liitiumi süsinikuühendi ja liitiumi dendriit sünkroonselt või järjestikku?

Tere tulemast arutama, jätke sõnum ~