Nikèl-cobalt-manganèz materyèl ternary se youn nan materyèl prensipal yo nan batri pouvwa aktyèl la. Twa eleman yo gen siyifikasyon diferan pou materyèl la katod, nan mitan ki eleman nikèl la se amelyore kapasite batri a. Plis kontni nikèl la pi wo, se pi wo kapasite espesifik materyèl la. NCM811 gen yon kapasite espesifik nan 200mAh / g ak yon platfòm egzeyat sou 3.8V, ki ka fè nan yon batri dansite enèji segondè. Sepandan, pwoblèm nan batri NCM811 se pòv sekirite ak vit sik lavi pouri. Ki rezon ki afekte lavi sik li yo ak sekirite? Ki jan yo rezoud pwoblèm sa a? Sa ki anba la a se yon analiz apwofondi:

NCM811 te fè nan batri bouton (NCM811 / Li) ak batri pake fleksib (NCM811 / grafit), ak kapasite gram li yo ak kapasite plen batri yo te teste respektivman. Batri mou-pake a te divize an kat gwoup pou eksperyans sèl faktè. Varyab paramèt la te koupe vòltaj, ki te 4.1V, 4.2V, 4.3V ak 4.4V, respektivman. Premyèman, batri a te sikile de fwa nan 0.05c ak Lè sa a, nan 0.2C nan 30 ℃. Apre 200 sik, koub sik batri pake mou yo montre nan figi ki anba a:

Li ka wè nan figi a ke anba kondisyon an nan vòltaj koupe segondè, kapasite nan gram nan matyè vivan ak batri yo tou de wo, men kapasite nan gram nan batri ak materyèl tou dekonpoze pi vit. Okontrè, nan pi ba vòltaj koupe (anba a 4.2V), kapasite batri degrade dousman ak lavi sik la pi long.

Nan eksperyans sa a, reyaksyon parazit la te etidye pa kalorimetri izotèmik ak estrikti ak degradasyon mòfoloji nan materyèl katod pandan pwosesis monte bisiklèt yo te etidye pa XRD ak SEM. Konklizyon yo se jan sa a:

Foto a

Premyèman, chanjman estriktirèl se pa kòz prensipal la nan n bès lavi sik batri

The results of XRD and SEM showed that there was no obvious difference in particle morphology and atomic structure of the battery with electrode and cut-off voltage of 4.1V, 4.2V, 4.3V and 4.4V after 200 cycles at 0.2c. Therefore, the rapid structural change of living matter during charging and discharging is not the main reason for the decline of battery cycle life. Instead, parasitic reactions at the interface between the electrolyte and the highly reactive particles of live matter in the delithium state are the main cause of reduced battery life at the 4.2V high voltage cycle.

(1) the SEM

Foto a

Foto a

A1 ak A2 se imaj SEM batri a san sikilasyon. B ~ E se imaj SEM nan materyèl pozitif elektwòd k ap viv apre 200cycle anba kondisyon 0.5C ak chaj koupe vòltaj nan 4.1V / 4.2V / 4.3V / 4.4V, respektivman. Bò gòch la se imaj mikwoskòp elèktron anba agrandisman ki ba ak bò dwat la se imaj mikwoskòp elèktron anba gwo agrandisman. Kòm ka wè nan figi ki anwo a, pa gen okenn diferans enpòtan nan mòfoloji patikil ak degre rupture ant batri a sikile ak batri a ki pa sikile.

(2) imaj XRD

Kòm ou ka wè nan figi ki anwo a, pa gen okenn diferans evidan ant senk tèt yo nan fòm ak pozisyon.

(3) Chanjman paramèt lasi

Foto a

Kòm yo ka wè nan tablo a, pwen sa yo:

1. Konstan lasi yo nan plak polè ki pa sikile yo konsistan avèk sa yo ki nan NCM811 poud vivan. Lè vòltaj koupe sik la se 4.1V, konstan lasi a pa siyifikativman diferan de de anvan yo, ak aks C a ogmante yon ti kras. Konstan lasi yo nan C-aks la ak 4.2V, 4.3V ak 4.4V yo pa siyifikativman diferan de sa yo ki nan 4.1V (0.004 angms), pandan y ap done yo sou A-aks yo byen diferan.

2. Pa te gen okenn chanjman enpòtan nan kontni Ni nan senk gwoup yo.

3. Polar plates with a circulating voltage of 4.1V at 44.5° exhibit large FWHM, while the other control groups exhibit similar FWHM.

Nan pwosesis la chaje ak egzeyat nan batri a, aks C a gen yon gwo kontraksyon ak ekspansyon. Rediksyon nan lavi sik batri a nan vòltaj segondè se pa akòz chanjman nan estrikti matyè vivan. Se poutèt sa, twa pwen ki anwo yo verifye ke chanjman estriktirèl se pa rezon prensipal pou n bès nan lavi sik batri.

Foto a

Dezyèmman, lavi sik nan batri NCM811 gen rapò ak reyaksyon parazit nan batri a

NCM811 ak grafit yo te fè nan selil pake fleksib lè l sèvi avèk elektwolit diferan. Kontrèman, 2% VC ak PES211 te ajoute nan elektwolit de gwoup yo, respektivman, ak pousantaj antretyen kapasite de gwoup yo te montre yon gwo diferans apre sik batri a.

Foto a

Dapre figi ki anwo a, lè vòltaj koupe batri a ak 2% VC se 4.1V, 4.2V, 4.3V ak 4.4V, pousantaj antretyen kapasite batri a apre 70 sik se 98%, 98%, 91. % ak 88%, respektivman. Apre sèlman 40 sik, pousantaj antretyen kapasite batri a ak ajoute PES211 diminye a 91%, 82%, 82%, 74%. Sa ki enpòtan, nan eksperyans anvan yo, lavi sik batri a nan sistèm NCM424/grafit ak NCM111/grafit ak PES211 te pi bon pase sa ki gen 2% VC. Sa a mennen nan sipozisyon ke aditif elektwolit gen yon enpak siyifikatif sou lavi batri nan sistèm ki gen gwo nikèl.

Li ka wè tou nan done ki anwo yo ke lavi a sik anba vòltaj segondè se pi mal pase sa ki anba vòltaj ki ba. Atravè fonksyon an adapte nan polarizasyon, △V ak tan sik, yo ka jwenn figi sa a:

Foto a

Li ka wè ke batri △V a piti lè w ap monte bisiklèt nan vòltaj koupe ba, men lè vòltaj la monte pi wo pase 4.3V, △V ogmante sevè ak polarizasyon batri a ogmante, ki afekte anpil lavi batri a. Li ka wè tou nan figi a ke pousantaj chanjman △V nan VC ak PES211 diferan, ki plis verifye ke degre ak vitès nan polarizasyon batri yo diferan ak aditif elektwolit diferan.

Yo te itilize mikrokalorimetri izotèmik pou analize pwobabilite reyaksyon parazit batri a. Paramèt tankou polarizasyon, entropi ak koule chalè parazit yo te ekstrè pou fè yon relasyon fonksyonèl ak rSOC, jan yo montre nan figi ki anba a:

Foto a

Pi wo pase 4.2V, koule chalè parazit la montre ogmante toudenkou, paske sifas anod trè delityòm reyaji fasil ak elektwolit la nan vòltaj segondè. Sa a tou eksplike poukisa pi wo chaj la ak vòltaj egzeyat, pi vit pousantaj antretyen batri a diminye.

Foto a

iii. NCM811 gen sekirite pòv

Anba kondisyon pou ogmante tanperati anbyen, aktivite reyaksyon NCM811 nan eta chaje ak elektwolit pi gran pase sa NCM111. Se poutèt sa, itilizasyon NCM811 pwodiksyon batri difisil pou pase sètifikasyon obligatwa nasyonal la.

Foto a

Figi a se yon graf nan pousantaj oto-chofaj nan NCM811 ak NCM111 ant 70 ℃ ak 350 ℃. Figi a montre ke NCM811 kòmanse chofe nan apeprè 105 ℃, pandan y ap NCM111 pa jiska 200 ℃. NCM811 a gen yon to chofaj nan 1 ℃ / min soti nan 200 ℃, pandan y ap NCM111 a gen yon to chofaj nan 0.05 ℃ / min, ki vle di ke NCM811 / sistèm nan grafit difisil pou jwenn sètifikasyon sekirite obligatwa.

Se gwo nikèl matyè k ap viv mare yo dwe materyèl prensipal la nan gwo enèji dansite batri nan tan kap vini an. Ki jan yo rezoud pwoblèm nan nan pouri anba tè rapid nan lavi batri NCM811? Premyèman, sifas patikil NCM811 te modifye pou amelyore pèfòmans li. Dezyèm lan se sèvi ak elektwolit la ki ka diminye reyaksyon parazit de la, konsa tankou amelyore lavi sik li yo ak sekirite. Foto a

Long peze pou idantifye kòd QR la, ajoute ityòm π!

Byenveni nan pataje!