Дендрит литий жөн гана графитке камтылган литийдин көлөмү анын толеранттуулугунан ашып кеткенде, ашыкча литий иондору терс электроддон келген электрондор менен биригип, терс электроддун бетине депозитке түшө баштаарын билдирет. Батареяны кайра заряддоо процессинде сырттан келген чыңалуу жана ички литий-иондук анод материалдары электролит чөйрөсүнө чыгат, литий ионунун электролити да тышкы дүйнөнүн ортосундагы чыңалуу айырмасынын шартында көмүртек катмарына жылат. , графит катмарлуу канал болгондуктан, литий литий көмүртек менен каналга кирип, көмүртек кошулмаларын пайда кылат, LiCx (x=1~6) графит аралык бирикмелер пайда болот. Литий батареясынын анодундагы электрохимиялык реакцияны төмөнкүчө чагылдырууга болот:

Бул формулада сизде бир параметр бар, сүрөт, ал эми экөөнү чогуу сүрөткө кошсоңуз, дендрит литийин аласыз. Бул жерде бардыгына тааныш болгон графит аралык бирикмелер деген түшүнүк бар. Графит аралык кошулмалар (кыскача GICs) графит катмарлуу түзүмүн сактап, көмүртектин алты бурчтуу тармак учактары менен айкалыштыруу үчүн физикалык же химиялык ыкмалар менен графит катмарларына киргизилүүчү кристаллдык бирикмелер.

Өзгөчөлүктөрү:

Дендрит литий көбүнчө диафрагманын жана терс уюлдун байланыш абалына жайгаштырылат. Батареяларды демонтаждоодо тажрыйбасы бар студенттер диафрагмада боз материалдын катмарын көп табышы керек. Ооба, бул литий. Дендрит литий – литий ион электрон алгандан кийин пайда болгон литий металлы. Литий металлы батарейканы заряддоо жана разряд реакциясына катышуу үчүн литий ионун түзө албайт, бул батареянын сыйымдуулугунун төмөндөшүнө алып келет. Дендрит литий терс электроддун бетинен диафрагманы көздөй өсөт. Эгерде литий металлы тынымсыз төгүлүп турса, ал бара-бара диафрагманы тешип, батареянын кыска туташуусуна алып келип, батареянын коопсуздугуна байланыштуу көйгөйлөрдү жаратат.

Таасир этүүчү факторлор:

Дендрит литийинин пайда болушуна таасир этүүчү негизги факторлор аноддун бетинин оройлугу, литий ионунун концентрациясынын градиенти жана токтун тыгыздыгы, ж.б. жана терс электроддор дендрит литийинин пайда болушуна белгилүү бир таасирин тийгизет.

1. Терс беттин тегиздиги

Терс электроддун бетинин оройлугу дендрит литийинин пайда болушуна таасирин тийгизет, ал эми бети орой болсо, дендрит литийинин пайда болушуна ошончолук ыңгайлуу болот. Дендрит литийинин пайда болушу Дэвид Р. Элинин макаласында кеңири сүрөттөлгөн электрохимия, кристаллология, термодинамика жана кинетика сыяктуу төрт негизги мазмунду камтыйт.

2. Литий ионунун концентрациясынын градиенти жана бөлүштүрүлүшү

Оң материалдан качкандан кийин литий иондору электролит жана мембрана аркылуу терс электроддо электрондорду кабыл алышат. Заряддоо процессинде оң электроддогу литий иондорунун концентрациясы акырындык менен жогорулайт, ал эми терс электроддогу литий иондорунун концентрациясы электрондордун үзгүлтүксүз кабыл алынышынан улам азаят. Токтун тыгыздыгы жогору суюлтулган эритмеде иондун концентрациясы нөлгө айланат. Chazalviel жана Chazalviel тарабынан түзүлгөн модели ион концентрациясы 0 чейин кыскарган, терс электрод жергиликтүү космостук зарядды пайда жана дендрит структурасын пайда экенин көрсөтүп турат. Дендриттин структурасынын өсүү темпи электролиттеги иондордун миграциясынын ылдамдыгы менен бирдей.

3. Токтун тыгыздыгы

Макалада Dendrite Growth in Lithium/Polymer Systems, автор Dendrite Lithium учундагы өсүү темпи, төмөнкү теңдемеде көрсөтүлгөндөй, учурдагы тыгыздык менен тыгыз байланышта деп эсептейт:

Сүрөт

Эгерде токтун тыгыздыгы азайса, дендрит литийинин өсүшү төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, белгилүү бир деңгээлде кечиктирилиши мүмкүн:

Сүрөт

Кантип качууга болот:

Дендрит литийинин пайда болуу механизми дагы эле ачык-айкын, бирок литий металлынын ар кандай өсүү моделдери бар. Дендрит литийинин пайда болушуна жана таасир этүүчү факторлоруна ылайык, дендрит литийинин пайда болушун төмөнкү аспектилерден качууга болот:

1. Аноддук материалдын бетинин тегиздигин көзөмөлдөө.

2. Терс бөлүкчөлөрдүн өлчөмү критикалык термодинамикалык радиустан кичине болушу керек.

3. Электрдик нымдуулукту контролдоо.

4. Электр каптоо потенциалын критикалык мааниден төмөн чектеңиз. Мындан тышкары, салттуу кубаттоо жана разряд механизмин жакшыртууга болот, мисалы, импульс режими каралышы мүмкүн.

5. Терс электролит интерфейсин стабилдештирүүчү электролит кошумчаларын кошуңуз

6. Суюк электролиттерди күчтүү гель/катуу электролит менен алмаштырыңыз

7. Жогорку күч литий анодунун беттик коргоо катмарын түзүү

Акыр-аягы, макаланын аягында талкууга эки суроо калды:

1. Литий иондорунун электрохимиялык реакциясы кайда жүрөт? Алардын бири литий иондору графиттин бетиндеги электрохимиялык реакциянын катуу массасын өткөргөндөн кийин каныккан абалына жетиши. Экинчиден, литий иондору графиттин микрокристаллдарынын дан чек аралары аркылуу графит катмарларына өтүп, графитте реакцияга кирет.

2. Литий иондору графит менен реакцияга кирип, литий көмүртек кошулмасын жана дендрит литийин синхрондуу же ырааттуу түрдө түзөбү?

талкууга кош келиңиз, билдирүү ~ калтырыңыз