डेंड्राइट लिथियमचा सरळ अर्थ असा आहे की जेव्हा ग्रेफाइटमध्ये एम्बेड केलेले लिथियमचे प्रमाण त्याच्या सहनशीलतेपेक्षा जास्त होते, तेव्हा जास्तीचे लिथियम आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोडमधून येणार्या इलेक्ट्रॉनसह एकत्र होतात आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर जमा होऊ लागतात. बॅटरी रिचार्ज करण्याच्या प्रक्रियेत, बाहेरील जगातून एक व्होल्टेज आणि अंतर्गत लिथियम आयन एनोड पदार्थ इलेक्ट्रोलाइट माध्यमात बाहेर पडतात, लिथियम आयनचे इलेक्ट्रोलाइट देखील बाहेरील जगामधील व्होल्टेजच्या फरकाच्या स्थितीत कार्बन थर हलवतात. , कारण ग्रेफाइट एक स्तरित चॅनेल आहे, लिथियम लिथियम कार्बन संयुगे तयार करण्यासाठी कार्बनसह चॅनेलमध्ये प्रवेश करेल, LiCx (x=1~6) ग्रेफाइट इंटरलामिनार संयुगे तयार होतात. लिथियम बॅटरीच्या एनोडवर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया खालीलप्रमाणे व्यक्त केली जाऊ शकते:

या फॉर्म्युलामध्ये, तुमच्याकडे एक पॅरामीटर आहे, चित्र आहे आणि जर तुम्ही दोन्ही चित्र एकत्र जोडले तर तुम्हाला डेंड्राइट लिथियम मिळेल. येथे एक संकल्पना आहे जी सर्वांना परिचित आहे, ग्रेफाइट इंटरलामिनार संयुगे. ग्रेफाइट इंटरलॅमेलर संयुगे (थोडक्यासाठी GICs) हे स्फटिकीय संयुगे आहेत ज्यात ग्रेफाइट लॅमेलर रचना राखून कार्बनच्या षटकोनी नेटवर्क प्लेनसह एकत्रित करण्यासाठी भौतिक किंवा रासायनिक माध्यमांद्वारे गैर-कार्बोनेशियस अभिक्रिया ग्रेफाइट स्तरांमध्ये घातली जातात.

वैशिष्ट्ये:

डेंड्राइट लिथियम सामान्यतः डायाफ्राम आणि नकारात्मक ध्रुवच्या संपर्क स्थितीवर जमा केले जाते. ज्या विद्यार्थ्यांना बॅटरी नष्ट करण्याचा अनुभव आहे त्यांना अनेकदा डायाफ्रामवर राखाडी सामग्रीचा थर सापडला पाहिजे. होय, ते लिथियम आहे. डेंड्राइट लिथियम लिथियम आयनला इलेक्ट्रॉन प्राप्त झाल्यानंतर तयार झालेला लिथियम धातू आहे. लिथियम धातू यापुढे बॅटरीच्या चार्ज आणि डिस्चार्ज प्रतिक्रियेमध्ये भाग घेण्यासाठी लिथियम आयन बनवू शकत नाही, परिणामी बॅटरीची क्षमता कमी होते. डेंड्राइट लिथियम नकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावरून डायाफ्रामच्या दिशेने वाढते. जर लिथियम धातू सतत जमा होत असेल, तर ते कालांतराने डायाफ्रामला छेद देईल आणि बॅटरी शॉर्ट सर्किटला कारणीभूत ठरेल, ज्यामुळे बॅटरी सुरक्षिततेच्या समस्या निर्माण होतील.

परिणामकारक घटक:

डेंड्राइट लिथियमच्या निर्मितीवर परिणाम करणारे मुख्य घटक म्हणजे एनोड पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा, लिथियम आयनचा एकाग्रता ग्रेडियंट आणि वर्तमान घनता इ. याशिवाय, एसईआय फिल्म, इलेक्ट्रोलाइटचा प्रकार, विद्राव्य एकाग्रता आणि सकारात्मक दरम्यान प्रभावी अंतर. आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड्सचा डेंड्राइट लिथियमच्या निर्मितीवर विशिष्ट प्रभाव असतो.

1. नकारात्मक पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा

नकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा डेंड्राइट लिथियमच्या निर्मितीवर परिणाम करतो आणि पृष्ठभाग जितका खडबडीत असेल तितका तो डेंड्राइट लिथियमच्या निर्मितीसाठी अनुकूल असतो. डेंड्राइट लिथियमच्या निर्मितीमध्ये इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री, स्फटिकशास्त्र, थर्मोडायनामिक्स आणि गतिशास्त्र यासह चार प्रमुख घटकांचा समावेश होतो, ज्यांचे डेव्हिड आर. एलीच्या लेखात तपशीलवार वर्णन केले आहे.

2. लिथियम आयन एकाग्रतेचे ग्रेडियंट आणि वितरण

सकारात्मक सामग्रीतून बाहेर पडल्यानंतर, लिथियम आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोडवर इलेक्ट्रॉन प्राप्त करण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइट आणि पडद्यामधून जातात. चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान, सकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये लिथियम आयनची एकाग्रता हळूहळू वाढते, तर नकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये लिथियम आयनची एकाग्रता इलेक्ट्रॉनच्या सतत स्वीकृतीमुळे कमी होते. उच्च वर्तमान घनतेसह सौम्य द्रावणात, आयन एकाग्रता शून्य होते. Chazalviel आणि Chazalviel द्वारे स्थापित केलेले मॉडेल दाखवते की जेव्हा आयन एकाग्रता 0 पर्यंत कमी होते, तेव्हा नकारात्मक इलेक्ट्रोड स्थानिक स्पेस चार्ज तयार करेल आणि डेंड्राइट संरचना तयार करेल. डेंड्राइट संरचनेचा वाढीचा दर इलेक्ट्रोलाइटमधील आयन स्थलांतर दराप्रमाणेच असतो.

3. वर्तमान घनता

डेंड्राइट ग्रोथ इन लिथियम/पॉलिमर सिस्टीम्स या लेखात, लेखकाचा असा विश्वास आहे की डेंड्राइट लिथियमच्या टोकाचा वाढीचा दर खालील समीकरणात दर्शविल्याप्रमाणे, वर्तमान घनतेशी जवळून संबंधित आहे:

चित्र

वर्तमान घनता कमी झाल्यास, डेंड्राइट लिथियमच्या वाढीस काही प्रमाणात विलंब होऊ शकतो, खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे:

चित्र

कसे टाळावे:

डेंड्राइट लिथियमची निर्मिती यंत्रणा अद्याप स्पष्ट आहे, परंतु लिथियम धातूचे विविध वाढ मॉडेल आहेत. डेंड्राइट लिथियमची निर्मिती आणि परिणामकारक घटकांनुसार, डेंड्राइट लिथियमची निर्मिती खालील पैलूंमधून टाळता येते:

1. एनोड सामग्रीच्या पृष्ठभागाच्या सपाटपणावर नियंत्रण ठेवा.

2. नकारात्मक कणांचा आकार गंभीर थर्मोडायनामिक त्रिज्यापेक्षा लहान असावा.

3. इलेक्ट्रोडपोझिशनची ओलेपणा नियंत्रित करा.

4. गंभीर मूल्याच्या खाली इलेक्ट्रोप्लेटिंग क्षमता मर्यादित करा. याव्यतिरिक्त, पारंपारिक चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग यंत्रणा सुधारली जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, पल्स मोडचा विचार केला जाऊ शकतो.

5. इलेक्ट्रोलाइट ऍडिटीव्ह जोडा जे नकारात्मक-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस स्थिर करतात

6. द्रव इलेक्ट्रोलाइटच्या जागी उच्च शक्तीचे जेल/सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट वापरा

7. उच्च शक्ती लिथियम एनोड पृष्ठभाग संरक्षण स्तर स्थापित

शेवटी, लेखाच्या शेवटी दोन प्रश्न चर्चेसाठी सोडले आहेत:

1. लिथियम आयनची इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया कोठे आहे? एक म्हणजे घन वस्तुमान हस्तांतरणानंतर ग्रेफाइट इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाच्या पृष्ठभागावर लिथियम आयन संपृक्ततेच्या अवस्थेपर्यंत पोहोचतात. दुसरे, लिथियम आयन ग्रेफाइट मायक्रोक्रिस्टल्सच्या धान्य सीमांमधून ग्रेफाइट स्तरांमध्ये स्थलांतरित होतात आणि ग्रेफाइटमध्ये प्रतिक्रिया देतात.

2. लिथियम आयन लिथियम कार्बन कंपाऊंड आणि डेंड्राइट लिथियम सिंक्रोनस किंवा क्रमाक्रमाने तयार करण्यासाठी ग्रेफाइटवर प्रतिक्रिया देतात का?

चर्चा करण्यासाठी आपले स्वागत आहे, एक संदेश द्या ~