Materyalên sêdar ên nîkel-kobalt-manganez yek ji materyalên sereke yên pîlê hêza heyî ye. Sê hêman ji bo materyalê katodê wateyên cihêreng hene, di nav wan de hêmana nîkel çêtirkirina kapasîteya pîlê ye. Naveroka nîkel çiqas bilind be, kapasîteya taybetî ya materyal jî ew qas bilind e. NCM811 xwedan kapasîteya taybetî ya 200mAh / g û platformek dakêşanê ya bi qasî 3.8V heye, ku dikare bibe bataryayek dendika enerjiya bilind. Lêbelê, pirsgirêka battera NCM811 ewlehiya belengaz û hilweşîna jiyanê ya bilez e. Sedemên ku bandorê li jiyana çerxa wê û ewlehiya wê dikin çi ne? Çawa vê pirsgirêkê çareser bikin? Li jêr analîzek kûr e:

NCM811 di pîlê bişkojkê de (NCM811 / Li) û pîlê pakê ya maqûl (NCM811 / grafît) hate çêkirin, û bi rêzê ve kapasîteya wê ya gram û kapasîteya tevahî ya bataryayê hate ceribandin. Pîl-pakêta nerm ji bo ceribandina yek-faktorê li çar koman hate dabeş kirin. Guherbara parametreyê voltaja qutkirî bû, ku bi rêzê 4.1V, 4.2V, 4.3V û 4.4V bû. Pêşîn, pîlê du caran li 0.05c û dûv re jî li 0.2C di 30℃ de hate gerandin. Piştî 200 dewran, çerxa çerxa bataryayê ya pakêta nerm di wêneya jêrîn de tê xuyang kirin:

Ji jimarê tê dîtin ku di bin şert û mercên voltaja qutbûnê ya bilind de, kapasîteya gram a maddeya zindî û pîlê hem zêde ne, lê kapasîteya gram a pîlê û materyalê jî zûtir xera dibe. Berevajî vê, di voltaja qutbûnê ya kêmtir de (li jêr 4.2V), kapasîteya pîlê hêdî hêdî kêm dibe û jiyana çerxê dirêjtir dibe.

Di vê ceribandinê de, reaksiyona parazît ji hêla kalorimetrîya îzotermîk ve hate lêkolîn kirin û avahî û hilweşîna morfolojî ya materyalên katodê di dema pêvajoya duçerxê de ji hêla XRD û SEM ve hate lêkolîn kirin. Encam wiha ne:

Wêne

Ya yekem, guherîna strukturel ne sedema sereke ya kêmbûna jiyana çerxa batterê ye

Encamên XRD û SEM destnîşan kirin ku di morfolojiya perçeyê û avahiya atomê ya pîlê bi elektrodê û voltaja qutkirî ya 4.1V, 4.2V, 4.3V û 4.4V piştî 200 dewran di 0.2c de cûdahiyek eşkere tune. Ji ber vê yekê, guheztina bilez a strukturî ya maddeya zindî di dema barkirin û daxistinê de sedema bingehîn a kêmbûna jiyana çerxa pîlê ne. Di şûna wê de, reaksiyonên parazît ên li navbera di navbera elektrolît û perçeyên pir reaktîf ên maddeya zindî de di dewleta delithium de sedema sereke ya kêmbûna jiyana bateriyê di çerxa voltaja bilind a 4.2V de ne.

(1) SEM

Wêne

Wêne

A1 û A2 wêneyên SEM-ê yên batterê yên bê gerguhêz in. B ~ E wêneyên SEM ên materyalê zindî yên elektrodê erênî ne piştî 200cycle di bin şert û mercên 0.5C de û bi rêzê ve voltaja qutkirina barkirinê 4.1V / 4.2V / 4.3V / 4.4V. Aliyê çepê wêneya mîkroskopa elektronîkî ya di bin mezinbûna kêm de ye û milê rastê jî wêneya mîkroskopa elektronîkî ya di bin mezinahiya zêde de ye. Wekî ku ji jimareya li jor tê dîtin, di morfolojiya parçikan û asta şikestinê de di navbera pîlê gerok û batarya ne-cirkuler de cûdahiyek girîng tune.

(2) Wêneyên XRD

Wekî ku ji jimareya jor tê dîtin, di şekl û pozîsyonê de di navbera pênc lûtkeyan de cûdahiyek eşkere tune.

(3) Guhertina pîvanên lat

Wêne

Wekî ku ji tabloyê tê dîtin, xalên jêrîn:

1. Berbiçavên tîrêjê yên lewheyên polar ên bêserûber bi yên toza zindî ya NCM811 re hevaheng in. Dema ku voltaja qutkirina dewrê 4.1V be, domdariya tîrêjê ji her duyên berê bi girîngî ne cûda ye, û eksê C piçek zêde dibe. Berbiçavên tîrêjê yên 4.2V, 4.3V û 4.4V ji yên 4.1V (0.004 angms) bi girîngî ne cûda ne, di heman demê de daneyên li ser tenga A-yê pir cûda ne.

2. Di nav pênc koman de di naveroka Ni de guherînek girîng çênebû.

3. Peleyên polar ên bi voltaja gerokê ya 4.1V li 44.5° FWHM mezin nîşan didin, dema ku komên kontrolê yên din FWHM-ya wekhev nîşan didin.

Di pêvajoya barkirin û daxistina pîlê de, eksê C xwedan piçûkbûn û berfirehbûnek mezin e. Kêmkirina jiyana çerxa bataryayê di voltaja bilind de ne ji ber guhertinên di avahiya madeya zindî de ye. Ji ber vê yekê, sê xalên jorîn piştrast dikin ku guherîna strukturî ne sedema bingehîn e ji bo kêmbûna jiyana çerxa bateriyê.

Wêne

Ya duyemîn, jiyana çerxa pîlê NCM811 bi reaksiyona parazît a di pîlê de ve girêdayî ye

NCM811 û grafît bi karanîna elektrolîtên cihêreng di hucreyên pakê yên maqûl de têne çêkirin. Berevajî vê, 2% VC û PES211, bi rêzê, li elektrolîta her du koman hatin zêdekirin, û rêjeya lênihêrîna kapasîteya her du koman piştî çerxa pîlê cûdahiyek mezin nîşan da.

Wêne

Li gorî jimareya jorîn, dema ku voltaja qutkirina pîlê bi %2VC 4.1V, 4.2V, 4.3V û 4.4V be, rêjeya lênihêrîna kapasîteya pîlê piştî 70 dewran 98%, 98%, 91 e. % û 88%, bi rêzê ve. Tenê piştî 40 dewran, rêjeya lênihêrîna kapasîteya pîlê digel PES211-a pêvekirî daket 91%, 82%, 82%, 74%. Ya girîng, di ceribandinên berê de, jiyana çerxa batterê ya pergalên grafît NCM424 / grafît û NCM111 / bi PES211 ji ya bi 2% VC çêtir bû. Ev dibe sedem ku tê texmîn kirin ku pêvekên elektrolîtê bandorek girîng li ser jiyana bateriyê ya di pergalên nîkelê bilind de heye.

Ji daneyên jorîn jî tê dîtin ku jiyana çerxa di bin voltaja bilind de ji ya di bin voltaja nizm de xirabtir e. Bi fonksiyona pêvekirina polarîzasyonê, △V û demên çerxê, jimareya jêrîn dikare were bidestxistin:

Wêne

Tê dîtin ku batarya △V dema ku di voltaja qutkirî ya nizm de bisiklêtan dimeşîne piçûk e, lê gava ku voltaj ji 4.3V bilind dibe, △V bi tundî zêde dibe û polarîzasyona batterê zêde dibe, ku ev yek pir bandorê li jiyana bateriyê dike. Di heman demê de ji jimarê jî tê dîtin ku rêjeya guherîna △V ya VC û PES211 cûda ye, ku bêtir piştrast dike ku derece û leza polarîzasyona bateriyê bi lêzêdeyên elektrolîtê yên cihêreng re cûda ye.

Ji bo analîzkirina îhtîmala reaksiyona parazît a pîlê mîkrokalorimetriya îzotermîk hate bikar anîn. Parametreyên wekî polarîzasyon, entropî û herikîna germa parazît hatin derxistin da ku bi rSOC re têkiliyek fonksiyonel çêbikin, wekî ku di jimareya jêrîn de tê xuyang kirin:

Wêne

Li jor 4.2V, herikîna germa parazît ji nişka ve zêde dibe, ji ber ku rûbera anodê ya pir delîtium bi voltaja bilind re bi hêsanî bi elektrolîtê re reaksiyon dike. Ev jî rave dike ku çima voltaja barkirin û dakêşanê çiqasî bilindtir bibe, leza lênihêrîna batterê zûtir kêm dibe.

Wêne

Iii. NCM811 xwedan ewlehiya xirab e

Di bin şerta zêdekirina germahiya hawîrdorê de, çalakiya reaksiyonê ya NCM811 di rewşa barkirinê de bi elektrolîtê re ji ya NCM111 pir mezintir e. Ji ber vê yekê, karanîna hilberîna NCM811 ya batterê dijwar e ku pejirandina mecbûrî ya neteweyî derbas bike.

Wêne

Hêjmar grafikek rêjeyên xwe-germkirinê yên NCM811 û NCM111 di navbera 70℃ û 350℃ de ye. Hêjmar nîşan dide ku NCM811 bi qasî 105℃ dest bi germbûnê dike, dema ku NCM111 heya 200℃ dest pê dike. NCM811 rêjeyek germkirinê 1℃/min ji 200℃ heye, dema ku NCM111 xwedan rêjeya germkirinê 0.05℃/min e, ku tê vê wateyê ku pergala NCM811/ grafît zehmet e ku pejirandina ewlehiya mecbûrî bistîne.

Matereya zindî ya nîkelê ya bilind di pêşerojê de neçar e ku bibe materyalê sereke yê bataryaya enerjiya bilind. Meriv çawa pirsgirêka hilweşîna bilez a jiyana bateriya NCM811 çareser dike? Pêşîn, rûbera perçeya NCM811 hate guheztin da ku performansa xwe baştir bike. Ya duyemîn jî karanîna elektrolîtê ye ku dikare reaksiyona parazît a her duyan kêm bike, da ku jiyana çerxa xwe û ewlehiya wê baştir bike. Wêne

Ji bo naskirina koda QR-ê dirêj bikirtînin, lîtium π zêde bikin!

Bi xêr hatî bo parvekirinê!