Litiu dendrit înseamnă pur și simplu că atunci când cantitatea de litiu încorporată în grafit depășește toleranța sa, ionii de litiu în exces se vor combina cu electronii care provin de la electrodul negativ și vor începe să se depună pe suprafața electrodului negativ. În procesul de reîncărcare a bateriei, o tensiune din exteriorul lumii și materialele interne ale anodului de ioni de litiu să iasă în mediul electrolit, electrolitul de ion de litiu, de asemenea, în condițiile diferenței de tensiune dintre lumea exterioară și stratul de carbon se deplasează , deoarece grafitul este un canal stratificat, litiul litiu va intra în canal cu carbon pentru a forma compuși de carbon, se formează compuși interlaminari de grafit LiCx (x=1~6). Reacția electrochimică pe anodul bateriei cu litiu poate fi exprimată după cum urmează:

În această formulă, aveți un parametru, imaginea, iar dacă îi adunați pe cei doi împreună imaginea, obțineți litiu dendrit. Există un concept cu care toată lumea este familiarizată, compușii interlaminari de grafit. Compușii interlamelari de grafit (GIC-uri pe scurt) sunt compuși cristalini în care reactanții necarbonici sunt inserati în straturi de grafit prin mijloace fizice sau chimice pentru a se combina cu planuri hexagonale ale rețelei de carbon, menținând în același timp structura lamelară de grafit.

Caracteristici:

Litiu dendritic se depune în general pe poziția de contact a diafragmei și a polului negativ. Elevii care au experiență în demontarea bateriilor ar trebui să găsească adesea un strat de material gri pe diafragmă. Da, este litiu. Litiu dendrit este litiu metalic format după ce ionul de litiu primește electroni. Metalul de litiu nu mai poate forma litiu ion pentru a participa la reacția de încărcare și descărcare a bateriei, ceea ce duce la reducerea capacității bateriei. Litiu dendrit crește de la suprafața electrodului negativ spre diafragmă. Dacă litiu metalic este depus continuu, acesta va străpunge în cele din urmă diafragma și va provoca un scurtcircuit al bateriei, provocând probleme de siguranță ale bateriei.

Factori care influențează:

Principalii factori care afectează formarea dendritei de litiu sunt rugozitatea suprafeței anodului, gradientul de concentrație a ionului de litiu și densitatea curentului etc. În plus, filmul SEI, tipul de electrolit, concentrația de dizolvat și distanța efectivă dintre pozitivul iar electrozii negativi au toți o anumită influență asupra formării dendritei de litiu.

1. Rugozitate negativă a suprafeței

Rugozitatea suprafeței electrodului negativ afectează formarea litiului dendrit, iar cu cât suprafața este mai aspră, cu atât este mai propice pentru formarea litiuului dendrit. Formarea litiului dendrite implică patru conținuturi majore, inclusiv electrochimia, cristalologia, termodinamica și cinetica, care sunt descrise în detaliu în articolul lui David R. Ely.

2. Gradient și distribuție a concentrației de ioni de litiu

După ce scapă din materialul pozitiv, ionii de litiu trec prin electrolit și membrană pentru a primi electroni la electrodul negativ. În timpul procesului de încărcare, concentrația ionilor de litiu în electrodul pozitiv crește treptat, în timp ce concentrația ionilor de litiu în electrodul negativ scade din cauza acceptării continue a electronilor. Într-o soluție diluată cu densitate mare de curent, concentrația ionilor devine zero. Modelul stabilit de Chazalviel și Chazalviel arată că atunci când concentrația ionilor este redusă la 0, electrodul negativ va forma o sarcină spațială locală și va forma o structură dendritică. Rata de creștere a structurii dendritei este aceeași cu cea a ratei de migrare a ionilor în electrolit.

3. Densitatea curentului

În articolul Creșterea dendritei în sistemele de litiu/polimer, autorul consideră că rata de creștere a vârfului de litiu dendrite este strâns legată de densitatea curentă, așa cum se arată în următoarea ecuație:

Fotografia

Dacă densitatea curentului este redusă, creșterea litiului dendrite poate fi întârziată într-o anumită măsură, așa cum se arată în figura de mai jos:

Fotografia

Cum să evitați:

Mecanismul de formare a litiului dendrite este încă clar, dar există diverse modele de creștere a litiului metalic. În funcție de formarea și factorii de influență ai litiului dendrit, formarea litiuului dendritic poate fi evitată din următoarele aspecte:

1. Controlați planeitatea suprafeței materialului anodului.

2. Dimensiunea particulelor negative ar trebui să fie mai mică decât raza termodinamică critică.

3. Controlați umecbilitatea electrodepoziției.

4. Limitați potențialul de galvanizare sub valoarea critică. În plus, mecanismul tradițional de încărcare și descărcare poate fi îmbunătățit, de exemplu, poate fi luat în considerare modul puls.

5. Adăugați aditivi electroliți care stabilizează interfața electrolit negativ

6. Înlocuiți electrolitul lichid cu electrolit gel/solid de înaltă rezistență

7. Stabiliți stratul de protecție a suprafeței de anod de litiu de înaltă rezistență

În sfârșit, două întrebări sunt lăsate pentru discuție la sfârșitul articolului:

1. Unde este reacția electrochimică a ionilor de litiu? Unul este că ionii de litiu pe suprafața reacției electrochimice de grafit după transferul de masă solidă, pentru a ajunge la starea de saturație. În al doilea rând, ionii de litiu migrează în straturile de grafit prin granițele microcristalelor de grafit și reacționează în grafit.

2. Reacționează ionii de litiu cu grafitul pentru a forma compusul litiu-carbon și litiu dendrit sincron sau secvenţial?

Bine ați venit să discutați, lăsați un mesaj ~