Դենդրիտի լիթիումը պարզապես նշանակում է, որ երբ գրաֆիտում ներկառուցված լիթիումի քանակը գերազանցում է իր հանդուրժողականությունը, լիթիումի ավելցուկային իոնները կմիավորվեն բացասական էլեկտրոդից եկող էլեկտրոնների հետ և կսկսեն նստել բացասական էլեկտրոդի մակերեսին: Մարտկոցը լիցքավորելու գործընթացում արտաքին աշխարհից լարումը և ներքին լիթիումի իոնային անոդ նյութերը դուրս են գալիս էլեկտրոլիտային միջավայր, լիթիումի իոնի էլեկտրոլիտը նույնպես արտաքին աշխարհի միջև ածխածնի շերտ լարման տարբերության պայմաններում շարժվում է։ , քանի որ գրաֆիտը շերտավոր ալիք է, լիթիումի լիթիումը ածխածնի հետ կմտնի միջանցք՝ առաջացնելով ածխածնային միացություններ, առաջանում են LiCx (x=1~6) գրաֆիտի միջշերտային միացություններ։ Լիթիումի մարտկոցի անոդի վրա էլեկտրաքիմիական ռեակցիան կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.

Այս բանաձևում դուք ունեք մեկ պարամետր՝ նկարը, և եթե այս երկուսը միասին գումարեք նկարը, կստանաք դենդրիտի լիթիում: Այստեղ կա մի հասկացություն, որին բոլորը ծանոթ են՝ գրաֆիտի միջշերտային միացություններ: Գրաֆիտի միջշերտավոր միացությունները (կարճ՝ GICs) բյուրեղային միացություններ են, որոնցում ոչ ածխածնային ռեակտիվները ֆիզիկական կամ քիմիական միջոցներով մտցվում են գրաֆիտի շերտերի մեջ՝ միանալու համար ածխածնի վեցանկյուն ցանցի հարթությունների հետ՝ միաժամանակ պահպանելով գրաֆիտի շերտավոր կառուցվածքը:

Հատկություններ:

Դենդրիտի լիթիումը սովորաբար նստում է դիֆրագմայի և բացասական բևեռի շփման դիրքի վրա: Մարտկոցների ապամոնտաժման փորձ ունեցող ուսանողները հաճախ պետք է դիֆրագմայի վրա գտնեն մոխրագույն նյութի շերտ: Այո, դա լիթիում է: Դենդրիտի լիթիումը լիթիումի մետաղ է, որը ձևավորվում է լիթիումի իոնի էլեկտրոն ստանալուց հետո: Լիթիումի մետաղը այլևս չի կարող ձևավորել լիթիումի իոն՝ մարտկոցի լիցքավորման և լիցքաթափման ռեակցիային մասնակցելու համար, ինչի արդյունքում մարտկոցի հզորությունը նվազում է: Դենդրիտի լիթիումը աճում է բացասական էլեկտրոդի մակերեսից դեպի դիֆրագմա: Եթե ​​լիթիումի մետաղը անընդհատ նստում է, այն ի վերջո կծակի դիֆրագմը և կառաջացնի մարտկոցի կարճ միացում՝ առաջացնելով մարտկոցի անվտանգության հետ կապված խնդիրներ:

Ազդեցության գործոնները.

Դենդրիտի լիթիումի ձևավորման վրա ազդող հիմնական գործոններն են անոդի մակերևույթի կոշտությունը, լիթիումի իոնի կոնցենտրացիայի գրադիենտը և հոսանքի խտությունը և այլն: Բացի այդ, SEI ֆիլմը, էլեկտրոլիտի տեսակը, լուծույթի կոնցենտրացիան և արդյունավետ հեռավորությունը դրականի միջև: և բացասական էլեկտրոդները բոլորն էլ որոշակի ազդեցություն ունեն դենդրիտ լիթիումի ձևավորման վրա:

1. Մակերեւույթի բացասական կոշտություն

Բացասական էլեկտրոդի մակերեսի կոշտությունը ազդում է դենդրիտի լիթիումի առաջացման վրա, և որքան կոպիտ է մակերեսը, այնքան ավելի նպաստավոր է դենդրիտի լիթիումի առաջացմանը։ Դենդրիտի լիթիումի առաջացումը ներառում է չորս հիմնական բովանդակություն, ներառյալ էլեկտրաքիմիան, բյուրեղաբանությունը, թերմոդինամիկան և կինետիկան, որոնք մանրամասն նկարագրված են Դեյվիդ Ռ. Էլիի հոդվածում:

2. Լիթիումի իոնի կոնցենտրացիայի գրադիենտը և բաշխումը

Դրական նյութից փախչելուց հետո լիթիումի իոնները անցնում են էլեկտրոլիտի և թաղանթի միջով՝ բացասական էլեկտրոդում էլեկտրոններ ստանալու համար։ Լիցքավորման գործընթացում դրական էլեկտրոդում լիթիումի իոնների կոնցենտրացիան աստիճանաբար մեծանում է, մինչդեռ բացասական էլեկտրոդում լիթիումի իոնների կոնցենտրացիան նվազում է էլեկտրոնների շարունակական ընդունման պատճառով։ Բարձր հոսանքի խտությամբ նոսր լուծույթում իոնի կոնցենտրացիան դառնում է զրո: Շազալվիելի և Չազալվիելի կողմից հաստատված մոդելը ցույց է տալիս, որ երբ իոնների կոնցենտրացիան նվազեցվում է մինչև 0, բացասական էլեկտրոդը կձևավորի տեղային տիեզերական լիցք և կձևավորի դենդրիտային կառուցվածք։ Դենդրիտի կառուցվածքի աճի արագությունը նույնն է, ինչ էլեկտրոլիտում իոնների միգրացիայի արագությունը:

3. Ընթացքի խտությունը

Dendrite Growth in Lithium/Polymer Systems հոդվածում հեղինակը կարծում է, որ Dendrite Lithium-ի ծայրի աճի արագությունը սերտորեն կապված է ընթացիկ խտության հետ, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ հավասարման մեջ.

Պատկերն

Եթե ​​ընթացիկ խտությունը նվազում է, ապա դենդրիտ լիթիումի աճը կարող է հետաձգվել որոշակի չափով, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում.

Պատկերն

Ինչպե՞ս խուսափել.

Դենդրիտի լիթիումի առաջացման մեխանիզմը դեռ պարզ է, սակայն կան լիթիումի մետաղի աճի տարբեր մոդելներ։ Ըստ դենդրիտ լիթիումի ձևավորման և ազդող գործոնների, դենդրիտ լիթիումի առաջացումից կարելի է խուսափել հետևյալ ասպեկտներից.

1. Վերահսկել անոդի նյութի մակերեսային հարթությունը:

2. Բացասական մասնիկների չափը պետք է լինի կրիտիկական թերմոդինամիկական շառավղից փոքր:

3. Վերահսկել էլեկտրոդեզոնի խոնավությունը:

4. Սահմանափակեք էլեկտրալվացման ներուժը կրիտիկական արժեքից ցածր: Բացի այդ, կարելի է կատարելագործել լիցքավորման և լիցքաթափման ավանդական մեխանիզմը, օրինակ՝ դիտարկել իմպուլսային ռեժիմը։

5. Ավելացնել էլեկտրոլիտային հավելումներ, որոնք կայունացնում են բացասական էլեկտրոլիտի միջերեսը

6. Փոխարինեք հեղուկ էլեկտրոլիտը բարձր ամրության գելով/պինդ էլեկտրոլիտով

7. Ստեղծեք բարձր ամրության լիթիումի անոդի մակերեսային պաշտպանիչ շերտ

Վերջապես, հոդվածի վերջում քննարկման է մնում երկու հարց.

1. Որտեղ է լիթիումի իոնների էլեկտրաքիմիական ռեակցիան: Մեկն այն է, որ լիթիումի իոնները գրաֆիտի էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի մակերևույթի վրա պինդ զանգվածի փոխանցումից հետո հասնել հագեցվածության վիճակի: Երկրորդ, լիթիումի իոնները գաղթում են գրաֆիտային շերտեր գրաֆիտի միկրոբյուրեղների հատիկավոր սահմանների միջով և արձագանքում գրաֆիտում:

2. Արդյո՞ք լիթիումի իոնները փոխազդում են գրաֆիտի հետ՝ առաջացնելով լիթիումի ածխածնային միացություն և դենդրիտի լիթիում սինխրոն կամ հաջորդաբար:

Բարի գալուստ քննարկել, թողնել հաղորդագրություն ~