Materi ternary nikel-kobalt-mangan minangka salah sawijining bahan utama baterei daya saiki. Telung unsur kasebut nduweni makna sing beda kanggo bahan katoda, ing antarane unsur nikel kanggo nambah kapasitas baterei. Sing luwih dhuwur isi nikel, sing luwih dhuwur kapasitas tartamtu materi. NCM811 nduweni kapasitas tartamtu 200mAh / g lan platform discharge watara 3.8V, kang bisa digawe menyang baterei Kapadhetan energi dhuwur. Nanging, masalah baterei NCM811 keamanan miskin lan bosok urip siklus cepet. Apa alasan sing mengaruhi urip lan safety siklus? Carane ngatasi masalah iki? Ing ngisor iki ana analisis sing jero:

NCM811 digawe dadi baterei tombol (NCM811/Li) lan baterei paket fleksibel (NCM811/grafit), lan kapasitas gram lan kapasitas baterei lengkap padha dites mungguh. Baterei soft-pack dipérang dadi patang klompok kanggo eksperimen faktor tunggal. Variabel parameter yaiku voltase cut-off, yaiku 4.1V, 4.2V, 4.3V lan 4.4V, masing-masing. Kaping pisanan, baterei wis siklus kaping pindho ing 0.05c lan banjur ing 0.2C ing 30 ℃. Sawise 200 siklus, kurva siklus baterei soft pack ditampilake ing gambar ing ngisor iki:

Bisa dideleng saka gambar sing ing kondisi voltase cut-off dhuwur, kapasitas gram materi urip lan baterei loro dhuwur, nanging kapasitas gram baterei lan materi uga bosok luwih cepet. Kosok baline, ing voltase cut-off ngisor (ing ngisor 4.2V), kapasitas baterei degrades alon lan siklus urip maneh.

Ing eksperimen iki, reaksi parasit ditliti kanthi kalorimetri isotermal lan degradasi struktur lan morfologi bahan katoda sajrone proses siklus ditliti dening XRD lan SEM. Kesimpulane kaya ing ngisor iki:

Gambar kasebut

Kaping pisanan, owah-owahan struktural ora dadi panyebab utama penurunan umur siklus baterei

Asil XRD lan SEM nuduhake yen ora ana bedane sing jelas ing morfologi partikel lan struktur atom baterei kanthi elektroda lan tegangan cut-off 4.1V, 4.2V, 4.3V lan 4.4V sawise 200 siklus ing 0.2c. Mulane, owah-owahan struktural kanthi cepet saka materi urip sajrone ngisi daya lan mbuwang ora dadi alasan utama kanggo nyuda umur siklus baterei. Nanging, reaksi parasit ing antarmuka antarane elektrolit lan partikel Highly reaktif saka materi urip ing negara delithium punika sabab utama suda urip baterei ing siklus voltase dhuwur 4.2V.

(1) SEM

Gambar kasebut

Gambar kasebut

A1 lan A2 minangka gambar SEM saka baterei tanpa sirkulasi. B ~ E minangka gambar SEM saka materi urip elektroda positif sawise 200cycle ing kondisi 0.5C lan voltase cut-off daya 4.1V / 4.2V / 4.3V / 4.4V, mungguh. Sisih kiwa minangka gambar mikroskop elektron kanthi pembesaran rendah lan sisih tengen minangka gambar mikroskop elektron kanthi pembesaran dhuwur. Kaya sing bisa dideleng saka gambar ing ndhuwur, ora ana bedane sing signifikan ing morfologi partikel lan derajat pecah antarane baterei sing sirkulasi lan baterei sing ora sirkulasi.

(2) Gambar XRD

Kaya sing bisa dideleng saka gambar ing ndhuwur, ora ana bedane sing jelas antarane limang pucuk ing wangun lan posisi.

(3) Owah-owahan paramèter kisi

Gambar kasebut

Kaya sing bisa dideleng saka tabel, titik-titik ing ngisor iki:

1. Konstanta kisi saka piring polar uncycled konsisten karo bubuk urip NCM811. Nalika voltase cutoff siklus punika 4.1V, pancet kisi ora Ngartekno beda saka loro sadurungé, lan sumbu C mundhak sethitik. Konstanta kisi sumbu C kanthi 4.2V, 4.3V lan 4.4V ora beda banget karo 4.1V (0.004 angms), dene data ing sumbu A cukup beda.

2. Ora ana owah-owahan sing signifikan ing isi Ni ing limang klompok.

3. piring polar karo voltase sirkulasi 4.1V ing 44.5 ° nuduhake FWHM gedhe, nalika kelompok kontrol liyane nuduhake FWHM padha.

Ing proses ngisi daya lan mbuwang baterei, sumbu C nduweni penyusutan lan ekspansi gedhe. Suda ing siklus urip baterei ing voltase dhuwur ora amarga owah-owahan ing struktur materi urip. Mulane, telung poin ing ndhuwur verifikasi manawa owah-owahan struktural ora dadi alasan utama kanggo nyuda umur siklus baterei.

Gambar kasebut

Kapindho, siklus urip baterei NCM811 ana hubungane karo reaksi parasit ing baterei

NCM811 lan grafit digawe dadi sel paket fleksibel nggunakake elektrolit sing beda. Ing kontras, 2% VC lan PES211 ditambahake menyang elektrolit saka rong klompok kasebut, lan tingkat pangopènan kapasitas saka rong klompok kasebut nuduhake prabédan gedhe sawise siklus baterei.

Gambar kasebut

Miturut tokoh ing ndhuwur, nalika voltase cut-off baterei karo 2% VC punika 4.1V, 4.2V, 4.3V lan 4.4V, tingkat pangopènan kapasitas baterei sawise 70 siklus punika 98%, 98%, 91 % lan 88%, mungguh. Sawise mung 40 siklus, tingkat pangopènan kapasitas baterei kanthi ditambahake PES211 mudhun dadi 91%, 82%, 82%, 74%. Sing penting, ing eksperimen sadurunge, umur siklus baterei sistem NCM424/grafit lan NCM111/grafit karo PES211 luwih apik tinimbang karo 2%VC. Iki nyebabake asumsi yen aditif elektrolit duwe pengaruh sing signifikan marang umur baterei ing sistem nikel dhuwur.

Uga bisa dideleng saka data ing ndhuwur yen siklus urip ing voltase dhuwur luwih elek tinimbang ing voltase kurang. Liwat fungsi pas polarisasi, △V lan kaping siklus, angka ing ngisor iki bisa dipikolehi:

Gambar kasebut

Bisa dideleng yen baterei △V cilik nalika muter ing voltase cut-off kurang, nanging nalika voltase mundhak ndhuwur 4.3V, △V mundhak banget lan polarisasi baterei mundhak, kang banget mengaruhi urip baterei. Uga bisa dideleng saka tokoh sing △V tingkat owah-owahan VC lan PES211 beda, kang luwih verifikasi sing jurusan lan kacepetan polarisasi baterei beda karo aditif elektrolit beda.

Isothermal microcalorimetry digunakake kanggo nganalisa kemungkinan reaksi parasit saka baterei. Parameter kayata polarisasi, entropi lan aliran panas parasit diekstrak kanggo nggawe hubungan fungsional karo rSOC, kaya sing ditampilake ing gambar ing ngisor iki:

Gambar kasebut

Ndhuwur 4.2V, aliran panas parasit ditampilake kanggo nambah dumadakan, amarga lumahing anoda Highly delithium ditanggepi gampang karo elektrolit ing voltase dhuwur. Iki uga nerangake apa sing luwih dhuwur voltase pangisi daya lan discharge, luwih cepet tingkat pangopènan baterei suda.

Gambar kasebut

III. NCM811 wis keamanan miskin

Ing kondisi nambah suhu sekitar, aktivitas reaksi NCM811 ing negara ngisi daya karo elektrolit luwih gedhe tinimbang NCM111. Mulane, panggunaan produksi baterei NCM811 angel kanggo ngliwati sertifikasi wajib nasional.

Gambar kasebut

Angka kasebut minangka grafik tingkat pemanasan mandiri NCM811 lan NCM111 antarane 70 ℃ lan 350 ℃. Angka kasebut nuduhake yen NCM811 wiwit dadi panas ing babagan 105 ℃, nalika NCM111 ora nganti 200 ℃. NCM811 nduweni tingkat pemanasan 1 ℃ / min saka 200 ℃, nalika NCM111 duwe tingkat pemanasan 0.05 ℃ / min, sing tegese sistem NCM811 / grafit angel entuk sertifikasi safety wajib.

Materi urip nikel sing dhuwur bakal dadi bahan utama baterei kapadhetan energi dhuwur ing mangsa ngarep. Carane ngatasi masalah bosok cepet saka urip baterei NCM811? Kaping pisanan, permukaan partikel NCM811 diowahi kanggo nambah kinerja. Kapindho yaiku nggunakake elektrolit sing bisa nyuda reaksi parasit saka loro, supaya bisa nambah urip lan safety siklus. Gambar

Pencet dawa kanggo ngenali kode QR, tambahake lithium π!

Sugeng rawuh!