Litium dendrit hanya bermaksud apabila jumlah litium yang tertanam dalam grafit melebihi toleransinya, ion litium yang berlebihan akan bergabung dengan elektron yang datang dari elektrod negatif dan mula memendap pada permukaan elektrod negatif. Dalam proses mengecas semula bateri, voltan dari dunia luar dan bahan anod ion litium dalaman muncul ke dalam medium elektrolit, elektrolit ion litium juga di bawah keadaan perbezaan voltan antara dunia luar ke lapisan karbon bergerak. , kerana grafit adalah saluran berlapis, litium litium akan memasuki saluran dengan karbon untuk membentuk sebatian karbon, LiCx (x=1~6) sebatian interlaminar grafit terbentuk. Tindak balas elektrokimia pada anod bateri litium boleh dinyatakan seperti berikut:

Dalam formula ini, anda mempunyai satu parameter, gambar, dan jika anda menambah kedua-duanya bersama-sama gambar, anda mendapat litium dendrit. Terdapat konsep di sini yang semua orang tahu, sebatian antara grafit lamina. Sebatian antara lamelar grafit (pendek kata GIC) ialah sebatian kristal di mana bahan tindak balas bukan karbon disisipkan ke dalam lapisan grafit dengan cara fizikal atau kimia untuk bergabung dengan satah rangkaian heksagon karbon sambil mengekalkan struktur lamelar grafit.

Ciri-ciri:

Litium dendrit biasanya didepositkan pada kedudukan sentuhan diafragma dan kutub negatif. Pelajar yang mempunyai pengalaman dalam membongkar bateri harus selalu mencari lapisan bahan kelabu pada diafragma. Ya, itu adalah litium. Litium dendrit ialah logam litium yang terbentuk selepas ion litium menerima elektron. Logam litium tidak lagi boleh membentuk ion litium untuk mengambil bahagian dalam tindak balas pengecasan dan nyahcas bateri, mengakibatkan pengurangan kapasiti bateri. Litium dendrit tumbuh dari permukaan elektrod negatif ke arah diafragma. Jika logam litium dimendapkan secara berterusan, ia akhirnya akan menembusi diafragma dan menyebabkan litar pintas bateri, menyebabkan masalah keselamatan bateri.

Faktor yang mempengaruhi:

Faktor utama yang mempengaruhi pembentukan litium dendrit ialah kekasaran permukaan anod, kecerunan kepekatan ion litium dan ketumpatan arus, dsb. Di samping itu, filem SEI, jenis elektrolit, kepekatan zat terlarut dan jarak berkesan antara positif dan elektrod negatif semuanya mempunyai pengaruh tertentu ke atas pembentukan litium dendrit.

1. Kekasaran permukaan negatif

Kekasaran permukaan elektrod negatif mempengaruhi pembentukan litium dendrit, dan semakin kasar permukaannya, semakin kondusif untuk pembentukan litium dendrit. Pembentukan litium dendrit melibatkan empat kandungan utama, termasuk elektrokimia, kristalologi, termodinamik dan kinetik, yang diterangkan secara terperinci dalam artikel David R. Ely.

2. Kecerunan dan taburan kepekatan ion litium

Selepas melarikan diri dari bahan positif, ion litium melalui elektrolit dan membran untuk menerima elektron pada elektrod negatif. Semasa proses pengecasan, kepekatan ion litium dalam elektrod positif secara beransur-ansur meningkat, manakala kepekatan ion litium dalam elektrod negatif berkurangan disebabkan oleh penerimaan elektron yang berterusan. Dalam larutan cair dengan ketumpatan arus tinggi, kepekatan ion menjadi sifar. Model yang ditubuhkan oleh Chazalviel dan Chazalviel menunjukkan bahawa apabila kepekatan ion dikurangkan kepada 0, elektrod negatif akan membentuk cas ruang tempatan dan membentuk struktur dendrit. Kadar pertumbuhan struktur dendrit adalah sama dengan kadar migrasi ion dalam elektrolit.

3. Ketumpatan semasa

Dalam artikel Pertumbuhan Dendrit dalam Sistem Lithium/Polymer, penulis percaya bahawa kadar Pertumbuhan hujung Dendrite Lithium berkait rapat dengan ketumpatan semasa, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Gambar

Jika ketumpatan semasa dikurangkan, pertumbuhan litium dendrit boleh ditangguhkan ke tahap tertentu, seperti ditunjukkan dalam rajah di bawah:

Gambar

Cara mengelakkan:

Mekanisme pembentukan litium dendrit masih jelas, tetapi terdapat pelbagai model pertumbuhan logam litium. Mengikut faktor pembentukan dan pengaruh litium dendrit, pembentukan litium dendrit boleh dielakkan dari aspek berikut:

1. Kawal kerataan permukaan bahan anod.

2. Saiz zarah negatif hendaklah lebih kecil daripada jejari termodinamik kritikal.

3. Kawal kebolehbasahan elektrodeposisi.

4. Hadkan potensi penyaduran elektrik di bawah nilai kritikal. Di samping itu, mekanisme pengecasan dan nyahcas tradisional boleh dipertingkatkan, sebagai contoh, mod nadi boleh dipertimbangkan.

5. Tambah bahan tambahan elektrolit yang menstabilkan antara muka elektrolit negatif

6. Gantikan elektrolit cecair dengan gel berkekuatan tinggi/elektrolit pepejal

7. Wujudkan lapisan perlindungan permukaan anod litium kekuatan tinggi

Akhir sekali, tinggal dua soalan untuk dibincangkan pada akhir artikel:

1. Di manakah tindak balas elektrokimia ion litium? Satu ialah ion litium pada permukaan tindak balas elektrokimia grafit selepas pemindahan jisim pepejal, untuk mencapai keadaan tepu. Kedua, ion litium berhijrah ke lapisan grafit melalui sempadan bijian mikrokristal grafit dan bertindak balas dalam grafit.

2. Adakah ion litium bertindak balas dengan grafit untuk membentuk sebatian karbon litium dan litium dendrit secara serentak atau berjujukan?

Selamat berbincang, tinggalkan pesanan ~