Lithium-ion gravidae sunt gravidae celerrimae secundae crescentes post batteries nickel-cadmium et batteries nickel-hydrogenis. Summus industria proprietates eius futuram speciem claram faciunt. Sed gravida lithium-ion non perfecta sunt, et maxima quaestio eorum est stabilitas cyclorum criminis-officii. Haec charta compendiat et analyses rationes possibilium debilium lationum de Li-ion, incluso oneris, compositione electrolytici et sui ipsius missione.

Lithium-ion batteries variae intercalandi vires habent, cum motus intercalationis inter duos electrodes oriuntur, et ut optima pugnae observantia obtineatur, capacitas ratio duorum exercituum electrodum aequilibrium valorem conservare debet.

In gravida lithio-ion, capacitas statera exprimitur ut massa ratio positivi electrodis ad electrode negativo;

Hoc est: γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+

In formula superiori, C refertur ad capacitatem theoricam coulombicam electrodis, et x et y referuntur ad numerum stoichiometricum lithii infixae in electrode negativo et positivo, respective. Ex superiori formula videri potest, massam debitam proportio duorum polorum pendere a capacitate duorum polorum Coulomb, et numerum lithium ions convertibili eorum.

picturae

In universum, minor proportio massae ducit ad incompletam utendo materiam electrode negativae; maior massa ratio potest facere aleam tutam ob onerem electrode negativae. Denique in ipsum massa, gravida consequat sit amet.

Ad idealem systematis pugnae Li-ion, capacitas statera in suo cyclo non mutat, et capacitas initialis in unoquoque cyclo certum est valorem, sed res ipsa multo magis implicata est. Quaevis reactio lateralis quae lithium iones vel electrons lithium generare vel consumere potest, mutationes in pugna capacitatis statera ducere potest. Cum pilae capacitas mutationes status staterae, haec mutatio irreversibilis est et per plures cyclos cumulare potest, inde in pugna agendi. Gravis luctus. In gravida lithium-ion, praeter reactiones redox quae fiunt cum lithium iones deintercalatae sunt, etiam plures motus laterales sunt, ut compositione electrolytici, dissolutio materiae activae et depositionis lithii metallici.

Ratio I: Overcharging

Onerem 1. reactionem de electrode graphite negans;

Cum altilium gravetur, lithium iones facile reducuntur et reponuntur in superficie electrodis negativae;

picturae

Lithium deposita tunicas superficiei electrodis negativae claudens intercalationem lithii. Hoc consequitur in reducta missionis efficientia et capacitatis detrimento propter:

① Redivivus lithium reducere quantitatem;

② Lithium metallum depositum reagit cum electrolytico solvendo vel sustentando ad formandum Li2CO3, LiF vel alios productos;

③ Metal lithium is usually formed between the negative electrode and the separator, which may block the pores of the separator and increase the internal resistance of the battery;

④ Ob naturam valde activam lithii, facile est cum electrolyto agere et electrolyticum consumere, inde in reductione efficientiae et detrimento capacitatis.

Celeriter concurrentes, densitas currentis nimis magna est, electrode negativa graviter polarizata est, et depositio lithii manifestior erit. Hoc verisimile est evenire, cum materia activa affirmativa electrode nimia relativa sit ad materiam activam electrode negativa. In casu autem magno impetuoso, depositio lithii metallici fieri potest, etiamsi ratio materiae activae positivae et negativae normali sit.

2. Positivum electrode onerem reactionem

Cum proportio electrode positivi materiae activae ad materiam negativam electrode activae nimis humilis est, electrode positivo onerem verisimile est evenire.

Facultas iacturae oneris electrode positivi maxime debetur generationi substantiarum electrochemice inertae (ut Co3O4, Mn2O3, etc.), quae capacitatem proportionem inter electrodes destruunt, et damnum capacitatis irreversibilis est.

(1) LiyCoO2

LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4＋O2(g)]＋yLiCoO2 y<0.4

Eodem tempore oxygenium generatum ex compositione materiae positivae in pugna lithium-ion signatum simul accumulat quia nulla recombinatio reactio (qualis est generatio H2O) et vapores flammabiles ex compositione generati. de electrolytici, et consequentia inestimabilia erunt.

(2) λ-MnO2

Lithium-manganesum reactionem incidit cum oxydatum lithium-manganesum totaliter delithiatum est: λ-MnO2 → Mn2O3+O2(g)

3. electrolytici est oxidized cum premebantur

Cum pressio altior 4.5V, electrolyticus oxidized erit ad generandum insolubilia (ut Li2Co3) et vapores. Hae insolubiles micropores electronici claudent et migrationem lithii ionum impedient, inde amissionem capacitatis in cyclo.

Factores oxidationis ratem moventes:

Superficies superficiei materiae positivae

Current collector materiales

Additur agentis conductivi (carbo nigri, etc.)

Genus et superficies carbonis nigri

Inter electrolytos communius, EC/DMC summam oxidationis resistentiam habere censetur. Processus solutionis electrochemicus oxidationis generaliter exprimitur sicut: solutio → oxidationis producti (gas, solutionis et materiae solidae) + ne-

Oxidatio cuiuslibet solventis augebit intentionem electrolytici, stabilitatem electrolytici minuet, ac tandem capacitatem pilae afficiet. Si parva moles electrolytici singula vice desumpta sit, plus electrolytici requiritur in pugna conventus. Constans enim continens hoc significat quantitatem activae substantiae onustam minorem, quod consequitur diminutionem in prima capacitate. Praeterea, si solidum productum producitur, pellicula passivatio in superficie electronici formabitur, quae polarizationem pilae augebit et outputum pilae in intentione minuet.

Ratio II: Electrolytus corrumpitur (reductio)

Ego putrescere in electrode

1. Electrolytus in positivo electrode resolutus est;

Electrolytus ex solvendo et suffragante electrolyticus constat. Post cathode resolutis, producta insolubilia sicut Li2Co3 et LiF formari solent, quae capacitatem pilae poris electrode claudendo minuunt. Electrolytus reductio reactionem adversam effectum habebit in capacitate et cyclo vitae pilae. Gas ex reductione internam pressionem pilae augere potest, quae ad difficultates tutas ducere potest.

Electrodis positivi compositionis voltagenum plerumque maior est quam 4.5V (vs. Li/Li+), ideo in electrode positivo non facile corrumpitur. Contra, electronico facilius dissolvitur ad electrode negativa.

2. Electrolytus in negativo electrode resolutus est;

Electrolytus in graphite et aliis lithio-anodes carbonis insertis non stabilis est, et facile agere potest ad facultatem irreversibilem generandam. In prima observatione et missione, resolutio electrolytici movendi passionem in superficie electrodi formabit, et cinematographica passiva electrolyticum ab electrolytico carboni negativo ne ulterior compositione electrolytici separare potest. Ita stabilitas structuralis anodi carbonii conservatur. Sub idealibus conditionibus reductio electrolytici limitatur ad scaenam formationis cinematographici passivationis, et hic processus non fit cum cyclus stabilis est.

Institutio passionis film

Reductio salium electrolytici participat formationem cinematographici passivationis, quae adiuvat stabilizationem cinematographici passivationis, sed

(1) Materia insolubilis per reductionem effectum adversam habebit effectus reductionis solvendo;

(2) Concentratio electronici decrescit cum sal electrolytici minuitur, quae tandem ad iacturam capacitatis altilium (reducitur LiPF6 ad formam LiF, LixPF5-x, PF3O et PF3);

(3) Formatio cinematographici passivationis lithium consumit, quae capacitatem inaequalitatis inter duos electrodes efficiet ut specificam capacitatem totius pugnae minuat.

(4) Si rimae sunt in cinematographico passivatione, moleculae solventes penetrare et spissare possunt cinematographicam passivationem, quae non solum plus lithium consumit, sed etiam micropora super superficiem carbonis obstruunt, unde ex impotentia lithii inserenda sunt; extraxeris. quod fit irreversibilis capacitatis detrimentum. Additiva quaedam inorganica electronico, ut CO2, N2O, CO, SO2, etc., formationem cinematographici passivationis accelerare et co-insertionem et compositionem solventium inhibere possunt. Eundem effectum etiam coronae aut additamenta organica additio habet. 12 coronae et 4 aetheres optimi sunt.

Factores cinematographici capacitatis damnum:

(1) Genus carbonis in processu adhibitum;

(2) Electrolyte compositio;

(3) Additiva in electrodes vel electrolytes.

Blyr credit commutationem reactionem Ion procedere a superficie particulae activae materialis ad suum nucleum, novum phase formatum sepelire materiam activum originalem, et cinematographicum passivum cum humili ionico et electronic conductivity formatum in superficie particulae, sic. Spinel post repono Maiorem polaritatem quam ante repono.

Zhang invenit resistentiam stratorum superficiei passivionis augeri et capacitatem interfacialem cum augmento numerorum cyclorum minui. Crassitudo iacuit passionis cum cyclorum numero augetur. Dissolutio manganesi et compositio electrolytici ad formationem membranae passivae ducunt, et condiciones caliditas calidiores magis ad progressionem harum reactionum conducunt. Hoc contactus resistentiae augebit inter activas particulas materiales et resistentiam Li+ migrationis, augendo polarizationem pilae, incompletam obeundi et obeundi facultatem ac imminutam.

II Reductio Mechanismus Electrolytici

Electrolytus saepe continet oxygenium, aquam, dioxidem et alias immunditias, et motus redox fiunt in processu pugnae incurrentes et emittentes.

Reductio mechanismi electronici tria includit facies: reductionem solvendo, reductionem electronicam et immunditiam reductionem;

1. solvendo reductionem

Reductio PC et EC includit reactionem electronicam unum et processum reactionem electronicum et duos electronicos reactiones Li2CO3 formas;

Fong et al. Credidit in primo processu missione, cum potentia electrode prope 0.8V (vs. Li/Li+), electrochemica reactionem PC/EC evenisse in graphite generandi CH=CHCH3(g)/CH2=CH2(g) et LiCO3(s), ducens ad irreversibilem capacitatem detrimentum in electrodes graphite.

Aurbach et al. conducted extensive research on the reduction mechanism and products of various electrolytes on lithium metal electrodes and carbon-based electrodes, and found that the one-electron reaction mechanism of PC produces ROCO2Li and propylene. ROCO2Li is very sensitive to trace water. The main products are Li2CO3 and propylene in the presence of trace water, but no Li2CO3 is produced under dry conditions.

DEC REPARATIO;

Ein-Eli Y retulit electrolytum cum carbonate diethyl (DEC) et carbonate dimethyl mixtum (DMC) permutationem subire in pugna ad generandum carbonas ethyl yl methyl (EMC), quod est damnum capacitatis. quaedam auctoritas.

2. Electrolytus reductionem

Reductio electronici reactionem plerumque censetur in formatione superficiei cinematographici electrodi carbonii involvi, ideo genus eius et intentio afficit executionem electrodis carbonii. In nonnullis casibus reductio electrolytici confert ad stabilizationem superficiei carbonis, quae desideratam passivam iacuit formare potest.

Vulgo creditur electrolyticum facilius reducere quam solvendo esse, et reductionem producti mixtam in cinematographico depositionis cinematographico et capacitati corruptionis pugnae afficit. Plures motus reductiones possibilium subsidiorum electrolytarum sunt hae:

3. immunditia reductionem

(1) Si aqua contenta in electronico nimis alta est, LiOH(s) et Li2O deposita formabuntur, quae non conducit ad insertionem lithii, inde in damnum capacitatis irreversibilis;

H2O＋e → OH-＋1/2H2

OH-li+ → LiOH(s)

LiOH+Li++e- →Li2O(s)+1/2H2

Generatum LiOH in superficie electro deponitur, cinematographicum superficiem cum magna resistentia efformans, quae impedit Li+ intercalationem in electrode graphite, inde in damnum capacitatis irreversibilis. Parva aquae copia (100-300×10-6) in solvendo nihil valet in effectu electrode graphitici.

(2) CO2 in solvendo reduci potest ex electrode negativo ad CO et LiCO3 (s);

2CO2+2e-+2Li+→Li2CO3+CO

CO pressura internum altilium augebit et Li2CO3(s) resistentiam internam pugnae augebit et effectus pugnae afficit.

(3) Praesentia oxygenii in solvendo etiam Li2O . formabit

1/2O2+2e-+2Li+→Li2O

Quia differentia potentiale inter lithium metallicum et carbonem plene intercalatum est parva, reductio electronici in carbonis similis est reductioni lithii.

Ratio III, sui missionem

Dimissio sui refert ad phaenomenon quod altilium facultatem naturaliter amittit, cum in usu non est. Li-ion altilium propriae missionis facultatem ducit ad damnum in duobus casibus:

Una est ad detrimentum capacitatis convertibilis;

Secundum est amissio irreversibilis capacitatis.

Reversibilis capacitas damnum significat quod capacitas amissa reparari potest in denuntiatione, dum capacitas irreversibilis damnum contrarium est. Electrodes positivi et negativi possunt microbatteriam agere cum electrolytico in statu accusato, inde in lithium ion intercalationem et deintercalationem, et intercalationem et deintercalationem positivi et negativi electrodes. Lithium immersa iones solum ad lithium iones electrolytici referuntur, sic capacitas electrodes positivi et negativi non librat, et haec pars capacitatis damnum in emissione reparari non potest. Ut:

Lithium manganesum oxydatum positivi electrode et solvendo causabit effectum micro-altilium et sui ipsius missionem, inde in damnum capacitatis irreversibilis;

LiyMn2O4+xLi++xe- →Liy+xMn2O4

Moleculae solventes (ut PC) in superficie materiae conductivae carbonis nigri vel currentis collectoris in microbatteria anode oxidantur;

xPC → xPC + radicitus+ xe-

Similiter materia activa negativa cum electrolytico se agere potest ut causat se dimissionem et facultatem irreversibilem damnum causare, et electrolytus (ut LiPF6) reducitur in materiam conductivam;

PF5+xe- →PF5-x

Lithium carbida in statu accusatae oxidized est, removendo lithium sicut electrode negativa microbatteri;

LiyC6 → Liy-xC6+xLi+++xe-

Factores sui ipsius missione afficientes: processus fabricandi materiae positivi, processus fabricandi pilae, proprietates electrolytici, temperamenti et temporis.