A dendrit lítium egyszerűen azt jelenti, hogy amikor a grafitba ágyazott lítium mennyisége meghaladja a tűréshatárát, a felesleges lítium-ionok egyesülnek a negatív elektródáról érkező elektronokkal, és elkezdenek lerakódni a negatív elektród felületén. Az akkumulátor újratöltése során a külvilágból érkező feszültség és a belső lítium-ion anód anyagok az elektrolit közegbe, a lítium-ion elektrolitja a külvilág és a szénréteg közötti feszültségkülönbség mellett is áramlik. , mivel a grafit réteges csatorna, a lítium-lítium szénnel együtt lép be a csatornába szénvegyületeket képezve, LiCx (x=1~6) grafit rétegközi vegyületek keletkeznek. Az elektrokémiai reakció a lítium akkumulátor anódján a következőképpen fejezhető ki:

Ebben a képletben van egy paramétered, a kép, és ha a kettőt összeadod a képpel, akkor dendrit-lítiumot kapsz. Van itt egy mindenki számára ismert koncepció, a rétegközi grafit keverékek. A grafit interlamelláris vegyületek (röviden GIC-k) olyan kristályos vegyületek, amelyekben nem széntartalmú reagenseket helyeznek be a grafitrétegekbe fizikai vagy kémiai úton, hogy összekapcsolódjanak a szén hatszögletű hálózatsíkjaival, miközben megőrzik a grafit lamellás szerkezetét.

Jellemzők:

A dendrit-lítium általában a membrán és a negatív pólus érintkezési helyén rakódik le. Az akkumulátorok szétszerelésében tapasztalattal rendelkező tanulóknak gyakran találniuk kell egy szürke anyagréteget a membránon. Igen, ez a lítium. A dendrit-lítium egy lítium-fém, amely azután képződik, hogy a lítium-ion elektront fogadott. A lítium fém már nem tud lítium-iont képezni, hogy részt vegyen az akkumulátor töltési és kisütési reakciójában, ami az akkumulátor kapacitásának csökkenését eredményezi. A dendrit lítium a negatív elektróda felületétől a membrán felé nő. Ha a lítium fém folyamatosan lerakódik, az végül átszúrja a membránt, és rövidzárlatot okoz az akkumulátorban, ami akkumulátorbiztonsági problémákat okoz.

Befolyásoló tényezők:

A dendrit lítium képződését befolyásoló fő tényezők az anód felületének érdessége, a lítiumion koncentráció gradiense és az áramsűrűség stb. Ezen kívül a SEI film, az elektrolit típusa, az oldott anyag koncentrációja és a pozitív távolság közötti effektív távolság és a negatív elektródák mindegyike bizonyos hatással van a dendrit-lítium képződésére.

1. Negatív felületi érdesség

A negatív elektróda felületének érdessége befolyásolja a dendrit lítium képződését, és minél érdesebb a felület, annál jobban elősegíti a dendrit lítium képződését. A dendrit-lítium képződése négy fő komponensből áll, beleértve az elektrokémiát, a krisztológiát, a termodinamikát és a kinetikát, amelyeket David R. Ely cikkében ismertet részletesen.

2. A lítium-ion koncentráció gradiense és eloszlása

A pozitív anyagból való kiszabadulás után a lítium-ionok áthaladnak az elektroliton és a membránon, hogy elektronokat fogadjanak a negatív elektródán. A töltési folyamat során a pozitív elektródában a lítium ionok koncentrációja fokozatosan növekszik, míg a negatív elektródában a lítium ionok koncentrációja az elektronok folyamatos befogadása miatt csökken. Nagy áramsűrűségű híg oldatban az ionkoncentráció nullává válik. A Chazalviel és Chazalviel által felállított modell azt mutatja, hogy ha az ionkoncentrációt 0-ra csökkentjük, a negatív elektród lokális tértöltést hoz létre, és dendritszerkezetet hoz létre. A dendritszerkezet növekedési sebessége megegyezik az elektrolitban lévő ionvándorlás sebességével.

3. Áramsűrűség

A Dendrit növekedése lítium/polimer rendszerekben című cikkben a szerző úgy véli, hogy a dendrit lítium csúcsának növekedési üteme szorosan összefügg az áramsűrűséggel, amint azt a következő egyenlet mutatja:

A kép

Ha az áramsűrűséget csökkentjük, a dendrit-lítium növekedése bizonyos mértékig késleltethető, amint az az alábbi ábrán látható:

A kép

Hogyan kerülhető el:

A dendrit-lítium képződési mechanizmusa még mindig világos, de a fémlítiumnak különféle növekedési modelljei vannak. A dendrit lítium képződése és befolyásoló tényezői szerint a dendrit lítium képződése az alábbi szempontokból elkerülhető:

1. Szabályozza az anód anyagának felületi síkságát.

2. A negatív részecskék méretének kisebbnek kell lennie, mint a kritikus termodinamikai sugár.

3. Az elektromos leválasztás nedvesíthetőségének szabályozása.

4. Korlátozza a galvanizálási potenciált a kritikus érték alá. Emellett a hagyományos töltési és kisütési mechanizmus is továbbfejleszthető, szóba jöhet például az impulzus üzemmód.

5. Adjon hozzá elektrolit adalékokat, amelyek stabilizálják a negatív-elektrolit határfelületet

6. Cserélje ki a folyékony elektrolitot nagy szilárdságú gélre/szilárd elektrolitra

7. A nagy szilárdságú lítium anód felületvédő rétegének kialakítása

Végül két kérdés marad megvitatásra a cikk végén:

1. Hol tart a lítium-ionok elektrokémiai reakciója? Az egyik az, hogy a lítium-ionok felületén a grafit elektrokémiai reakciója szilárd tömegtranszfer után eléri a telítettségi állapotot. Másodszor, a lítium-ionok a grafit mikrokristályok szemcsehatárain keresztül grafitrétegekbe vándorolnak, és a grafitban reagálnak.

2. A lítium-ionok reakcióba lépnek-e a grafittal, és szinkronban vagy egymás után lítium-szénvegyületet és dendrit lítiumot képeznek?

Üdvözöljük, hogy megvitassák, hagyjon üzenetet ~