Ličio dendritas tiesiog reiškia, kad kai į grafitą įterpto ličio kiekis viršija jo toleranciją, pertekliniai ličio jonai susijungs su elektronais, ateinančiais iš neigiamo elektrodo, ir pradės nusėsti ant neigiamo elektrodo paviršiaus. Įkraunant akumuliatorių, į elektrolito terpę patenka įtampa iš išorinio pasaulio ir vidinių ličio jonų anodo medžiagų, o ličio jonų elektrolitas taip pat esant įtampos skirtumui tarp išorinio pasaulio ir anglies sluoksnio. , kadangi grafitas yra sluoksniuotas kanalas, ličio litis pateks į kanalą su anglimi ir susidarys anglies junginiai, susidaro LiCx (x=1~6) grafito tarpsluoksniniai junginiai. Elektrocheminė reakcija ant ličio baterijos anodo gali būti išreikšta taip:

Šioje formulėje turite vieną parametrą, paveikslėlį, o jei abu sudedate paveikslėlį, gausite ličio dendritą. Čia yra visiems žinoma koncepcija – grafito tarpsluoksniniai junginiai. Grafito tarpsluoksniniai junginiai (trumpiau GIC) yra kristaliniai junginiai, kuriuose neangliniai reagentai fizinėmis arba cheminėmis priemonėmis įterpiami į grafito sluoksnius, kad susijungtų su šešiakampėmis anglies tinklo plokštumomis, išlaikant grafito lamelinę struktūrą.

Funkcijos:

Ličio dendritas paprastai nusėda ant diafragmos ir neigiamo poliaus kontaktinės padėties. Studentai, turintys baterijų išmontavimo patirties, dažnai turėtų rasti pilkos medžiagos sluoksnį ant diafragmos. Taip, tai yra litis. Ličio dendritas yra ličio metalas, susidarantis po to, kai ličio jonas gauna elektroną. Ličio metalas nebegali sudaryti ličio jonų, kad dalyvautų akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo reakcijoje, todėl sumažėja akumuliatoriaus talpa. Ličio dendritas auga nuo neigiamo elektrodo paviršiaus link diafragmos. Jei ličio metalas nuolat nusėda, jis galiausiai pradurs diafragmą ir sukels akumuliatoriaus trumpąjį jungimą, sukeldamas akumuliatoriaus saugos problemų.

Įtakojantys veiksniai:

Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos ličio dendrito susidarymui, yra anodo paviršiaus šiurkštumas, ličio jonų koncentracijos gradientas ir srovės tankis ir kt. Be to, SEI plėvelė, elektrolito tipas, tirpios medžiagos koncentracija ir efektyvusis atstumas tarp teigiamų. ir neigiami elektrodai turi tam tikrą įtaką dendrito ličio susidarymui.

1. Neigiamas paviršiaus šiurkštumas

Neigiamo elektrodo paviršiaus šiurkštumas turi įtakos dendrito ličio susidarymui, o kuo paviršius šiurkštesnis, tuo jis palankesnis dendrito ličio susidarymui. Dendrito ličio susidarymas apima keturis pagrindinius turinius, įskaitant elektrochemiją, kristalologiją, termodinamiką ir kinetiką, kurios išsamiai aprašytos David R. Ely straipsnyje.

2. Ličio jonų koncentracijos gradientas ir pasiskirstymas

Ištrūkę iš teigiamos medžiagos, ličio jonai praeina per elektrolitą ir membraną, kad priimtų elektronus prie neigiamo elektrodo. Įkrovimo proceso metu ličio jonų koncentracija teigiamame elektrode palaipsniui didėja, o ličio jonų koncentracija neigiamame elektrode mažėja dėl nuolatinio elektronų priėmimo. Atskiestame tirpale, kurio srovės tankis yra didelis, jonų koncentracija tampa lygi nuliui. Chazalvielio ir Chazalvielio sukurtas modelis rodo, kad sumažinus jonų koncentraciją iki 0, neigiamas elektrodas suformuos vietinį erdvės krūvį ir suformuos dendrito struktūrą. Dendrito struktūros augimo greitis yra toks pat kaip jonų migracijos elektrolite greitis.

3. Srovės tankis

Straipsnyje Dendrito augimas ličio / polimerų sistemose autorius mano, kad dendrito ličio galo augimo greitis yra glaudžiai susijęs su srovės tankiu, kaip parodyta šioje lygtyje:

Nuotrauka

Jei srovės tankis sumažėja, ličio dendrito augimas gali būti tam tikru mastu atidėtas, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau:

Nuotrauka

Kaip išvengti:

Ličio dendrito susidarymo mechanizmas vis dar aiškus, tačiau yra įvairių ličio metalo augimo modelių. Atsižvelgiant į dendrito ličio susidarymą ir įtakojančius veiksnius, dendrito ličio susidarymo galima išvengti šiais aspektais:

1. Kontroliuokite anodo medžiagos paviršiaus lygumą.

2. Neigiamų dalelių dydis turi būti mažesnis už kritinį termodinaminį spindulį.

3. Kontroliuoti elektrodepozicijos drėkinamumą.

4. Apribokite galvanizavimo potencialą žemiau kritinės vertės. Be to, galima patobulinti tradicinį įkrovimo ir iškrovimo mechanizmą, pavyzdžiui, apsvarstyti impulsinį režimą.

5. Įpilkite elektrolitų priedų, kurie stabilizuoja neigiamo elektrolito sąsają

6. Pakeiskite skystą elektrolitą didelio stiprumo geliu / kietu elektrolitu

7. Sumontuokite didelio stiprumo ličio anodo paviršiaus apsauginį sluoksnį

Galiausiai, straipsnio pabaigoje aptariami du klausimai:

1. Kur vyksta elektrocheminė ličio jonų reakcija? Vienas iš jų yra tas, kad ličio jonai grafito elektrocheminės reakcijos paviršiuje po kietosios masės perdavimo pasiekia soties būseną. Antra, ličio jonai migruoja į grafito sluoksnius per grafito mikrokristalų grūdelių ribas ir reaguoja grafite.

2. Ar ličio jonai reaguoja su grafitu ir sinchroniškai ar nuosekliai susidaro ličio anglies junginys ir ličio dendritas?

Sveiki atvykę į diskusiją, palikite žinutę ~