Dendrit Lithium heescht einfach datt wann d’Quantitéit u Lithium, déi a Graphit agebaut ass, seng Toleranz iwwerschreift, déi iwwerschësseg Lithium-Ionen kombinéiere mat Elektronen, déi aus der negativer Elektrode kommen a fänken un op der Uewerfläch vun der negativer Elektrode ze deposéieren. Am Prozess vun der Batterie oplueden, eng Spannung vun der Äussewelt an déi intern Lithium-Ion-Anodematerialien an d’Elektrolytmedium erauskommen, Elektrolyt vu Lithium-Ion och ënner der Bedingung vum Spannungsdifferenz tëscht der Äussewelt an d’Kuelestoffschicht. , well d’Graphit e Layer-Kanal ass, wäert Lithium-Lithium an de Kanal mat Kuelestoff erakommen fir Kuelestoffverbindungen ze bilden, LiCx (x=1~6) Graphit interlaminar Verbindunge ginn geformt. D’elektrochemesch Reaktioun op der Anode vun der Lithium Batterie kann wéi follegt ausgedréckt ginn:

An dëser Formel hutt Dir ee Parameter, d’Bild, a wann Dir déi zwee zesummen d’Bild bäidréit, kritt Dir Dendrit Lithium. Et gëtt e Konzept hei mat deem jidderee vertraut ass, grafit interlaminar Verbindungen. Graphite interlamellar Verbindungen (GICs fir kuerz) sinn kristallin Verbindungen, an deenen net-kuelestoffhalteg Reaktanten duerch physesch oder chemesch Mëttelen an d’Graphitschichten agebaut ginn, fir mat sechseckegen Netzwierkfliger vu Kuelestoff ze kombinéieren, wärend d’Graphit-Lamellarstruktur behalen.

Eegeschaften:

Dendrit Lithium gëtt allgemeng op der Kontaktpositioun vun der Membran an dem negativen Pol deposéiert. Schüler, déi Erfahrung am Ofbau vun Batterien hunn, sollten dacks eng Schicht vu groe Material op der Membran fannen. Jo, dat ass Lithium. Dendrit Lithium ass Lithiummetall geformt nodeems Lithiumion Elektron kritt. Lithiummetall kann net méi Lithiumion bilden fir un der Ladung an der Entladungsreaktioun vun der Batterie deelzehuelen, wat zu der Reduktioun vun der Batteriekapazitéit resultéiert. Dendrit Lithium wächst vun der Uewerfläch vun der negativer Elektrode a Richtung Diaphragma. Wann Lithiummetall kontinuéierlech deposéiert gëtt, wäert et schlussendlech d’Membran Pierce a Batterie Kuerzschluss verursaachen, wat Batteriesécherheetsproblemer verursaacht.

Afloss Faktoren:

D’Haaptfaktoren, déi d’Bildung vum Dendrit-Lithium beaflossen, sinn d’Rauheet vun der Anode-Uewerfläch, de Konzentratiounsgradient vu Lithium-Ion an d’Stroumdicht, asw. an negativ Elektroden all hunn e gewëssen Afloss op d’Bildung vun Dendrit Lithium.

1. Negativ Uewerfläch roughness

D’Rauwheet vun der negativer Elektroden Uewerfläch beaflosst d’Bildung vum Dendrit-Lithium, a wat méi rau d’Uewerfläch ass, wat méi hëllefräich ass fir d’Bildung vum Dendrit-Lithium. D’Bildung vum Dendrit-Lithium beinhalt véier grouss Inhalter, dorënner Elektrochemie, Krystologie, Thermodynamik a Kinetik, déi am Detail am Artikel vum David R. Ely beschriwwe ginn.

2. Gradient a Verdeelung vun der Lithium-Ionkonzentratioun

Nodeems se aus dem positive Material flüchten, passéieren d’Lithiumionen duerch d’Elektrolyt an d’Membran fir Elektronen op der negativer Elektrode ze kréien. Wärend dem Ladeprozess geet d’Konzentratioun vu Lithiumionen an der positiver Elektrode graduell erop, während d’Konzentratioun vu Lithiumionen an der negativer Elektrode erof geet wéinst der kontinuéierlecher Akzeptanz vun Elektronen. An enger verdënnter Léisung mat héijer Stroumdicht gëtt d’Ionkonzentratioun null. De Modell, dee vu Chazalviel a Chazalviel etabléiert ass, weist datt wann d’Ionkonzentratioun op 0 reduzéiert gëtt, déi negativ Elektrode eng lokal Raumladung bilden an eng Dendritstruktur bilden. De Wuesstumsrate vun der Dendritstruktur ass d’selwecht wéi dee vun der Ionemigratiounsquote am Elektrolyt.

3. Aktuell Dicht

Am Artikel Dendrit Growth in Lithium/Polymer Systems, den Auteur mengt datt de Wuesstumsrate vum Tipp vum Dendrite Lithium enk mat der aktueller Dicht verbonnen ass, wéi an der folgender Equatioun gewisen:

D’Bild

Wann d’aktuell Dicht reduzéiert gëtt, kann de Wuesstum vum Dendrit-Lithium zu engem gewësse Mooss verspéit ginn, wéi an der Figur hei ënnendrënner:

D’Bild

Wéi vermeit:

De Bildungsmechanismus vum Dendrit Lithium ass nach ëmmer kloer, awer et gi verschidde Wuesstumsmodeller vu Lithiummetall. No der Bildung an Aflossfaktoren vum Dendrit Lithium kann d’Bildung vun Dendrit Lithium aus de folgenden Aspekter vermeit ginn:

1. Kontroll der Uewerfläch flatness vun der Anode Material.

2. D’Gréisst vun negativen Partikel soll méi kleng sinn wéi de kriteschen thermodynamesche Radius.

3. Kontrolléiert d’Befeuchtbarkeet vun der Elektrodepositioun.

4. Limitéiert de electroplating Potential ënnert dem kriteschen Wäert. Zousätzlech kann d’traditionell Oplued- an Entladungsmechanismus verbessert ginn, zum Beispill kann de Pulsmodus berücksichtegt ginn.

5. Füügt Elektrolyt-Additive, déi den negativen Elektrolyt-Interface stabiliséieren

6. Ersetzen flësseg Elektrolyt mat héijer Kraaftgel / festem Elektrolyt

7. Etabléiert d’Uewerflächeschutzschicht vu héijer Kraaft Lithiumanode

Schlussendlech sinn zwou Froen zur Diskussioun um Enn vum Artikel gelooss:

1. Wou ass d’elektrochemesch Reaktioun vu Lithiumionen? Ee ass, datt Lithium-Ionen op der Uewerfläch vun graphite elektrochemesch Reaktioun no festem Mass Transfert, der Sättigung Staat ze erreechen. Zweetens, d’Lithiumionen migréieren an d’Graphitschichten duerch Kärgrenze vu Graphit-Mikrokristallen a reagéieren a Grafit.

2. Reagéiere Lithiumionen mat Grafit fir Lithium Kuelestoffverbindung an Dendrit Lithium synchron oder sequentiell ze bilden?

Wëllkomm fir ze diskutéieren, hannerlooss e Message ~