ලිතියම්-අයන බැටරි යනු නිකල්-කැඩ්මියම් සහ නිකල්-හයිඩ්‍රජන් බැටරි වලින් පසු වේගයෙන්ම වර්ධනය වන ද්විතියික බැටරි වේ. එහි අධි ශක්ති ගුණාංග එහි අනාගතය දීප්තිමත් කරයි. කෙසේ වෙතත්, ලිතියම්-අයන බැටරි පරිපූර්ණ නොවන අතර, ඒවායේ විශාලතම ගැටළුව වන්නේ ඒවායේ ආරෝපණ-විසර්ජන චක්‍රවල ස්ථායීතාවයයි. අධික ආරෝපණය, විද්‍යුත් විච්ඡේදනය සහ ස්වයං විසර්ජනය ඇතුළු Li-ion බැටරිවල ධාරිතා මැකී යාමට හේතු විය හැකි හේතු මෙම ලිපිය සාරාංශ කර විශ්ලේෂණය කරයි.

ලිතියම්-අයන බැටරි ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙක අතර අන්තර් සම්බන්ධක ප්‍රතික්‍රියා සිදුවන විට එකිනෙකට වෙනස් අන්තර් සම්බන්ධක ශක්තීන් ඇති අතර බැටරියේ හොඳම කාර්ය සාධනය ලබා ගැනීම සඳහා ධාරක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකේ ධාරිතා අනුපාතය සමතුලිත අගයක් පවත්වා ගත යුතුය.

ලිතියම්-අයන බැටරි වල, ධාරිතා ශේෂය ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ස්කන්ධ අනුපාතය හා සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස ප්‍රකාශ වේ.

එනම්: γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+

ඉහත සූත්‍රයේ, C යනු ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ න්‍යායික කූලෝම්බික් ධාරිතාවට යොමු වන අතර, Δx සහ Δy යනු පිළිවෙලින් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සහ ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ තැන්පත් කර ඇති ලිතියම් අයන ස්ටෝචියෝමිතික සංඛ්‍යාවයි. ඉහත සූත්‍රයෙන් ධ්‍රැව දෙකේ අවශ්‍ය ස්කන්ධ අනුපාතය රඳා පවතින්නේ ධ්‍රැව දෙකේ අනුරූප කූලෝම් ධාරිතාව සහ ඒවායේ ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි ලිතියම් අයන ගණන මත බව පෙනේ.

පින්තූරයක්

සාමාන්‍යයෙන් කථා කරන විට, කුඩා ස්කන්ධ අනුපාතයක් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ අසම්පූර්ණ භාවිතයට හේතු වේ; විශාල ස්කන්ධ අනුපාතයක් සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩයේ අධික ආරෝපණය හේතුවෙන් ආරක්ෂිත අනතුරක් විය හැක. කෙටියෙන් කිවහොත්, ප්‍රශස්ත ස්කන්ධ අනුපාතයේදී, බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වය හොඳම වේ.

පරමාදර්ශී Li-ion බැටරි පද්ධතියක් සඳහා, එහි චක්‍රය තුළ ධාරිතා ශේෂය වෙනස් නොවන අතර, එක් එක් චක්‍රයේ ආරම්භක ධාරිතාව යම් අගයක් වේ, නමුත් සත්‍ය තත්ත්වය වඩාත් සංකීර්ණ වේ. ලිතියම් අයන හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන ජනනය කළ හැකි හෝ පරිභෝජනය කළ හැකි ඕනෑම අතුරු ප්‍රතික්‍රියාවක් බැටරි ධාරිතා ශේෂයේ වෙනස්වීම්වලට තුඩු දිය හැකිය. බැටරියේ ධාරිතා සමතුලිත තත්ත්වය වෙනස් වූ පසු, මෙම වෙනස ආපසු හැරවිය නොහැකි අතර බහු චක්‍ර හරහා රැස් කළ හැක, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බැටරි ක්‍රියාකාරීත්වය ඇති වේ. බරපතල බලපෑමක්. ලිතියම් අයන බැටරිවල, ලිතියම් අයන විසංයෝජනය කළ විට ඇතිවන රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියා වලට අමතරව, ඉලෙක්ට්‍රෝලය වියෝජනය, ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය දියවීම සහ ලෝහමය ලිතියම් තැන්පත් වීම වැනි අතුරු ප්‍රතික්‍රියා විශාල සංඛ්‍යාවක් ද ඇත.

හේතුව 1: වැඩිපුර ආරෝපණය කිරීම

1. ග්රැෆයිට් සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩයේ අධික ආරෝපණ ප්රතික්රියාව:

බැටරිය අධික ලෙස ආරෝපණය වූ විට, ලිතියම් අයන පහසුවෙන් අඩු කර සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩයේ මතුපිට තැන්පත් වේ:

පින්තූරයක්

තැන්පත් කරන ලද ලිතියම් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මතුපිට ආවරණය කරයි, ලිතියම් අන්තර් සම්බන්ධනය අවහිර කරයි. මෙහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විසර්ජන කාර්යක්ෂමතාව අඩුවීම සහ ධාරිතා අලාභය හේතු වන්නේ:

① ප්රතිචක්රීකරණය කළ හැකි ලිතියම් ප්රමාණය අඩු කිරීම;

② තැන්පත් කරන ලද ලිතියම් ලෝහය ද්‍රාවක හෝ ආධාරක ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර Li2CO3, LiF හෝ වෙනත් නිෂ්පාදන සාදයි;

③ ලෝහ ලිතියම් සාමාන්‍යයෙන් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සහ බෙදුම්කරු අතර සෑදී ඇති අතර එමඟින් බෙදුම්කරුගේ සිදුරු අවහිර කර බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වැඩි කළ හැක;

④ ලිතියම් වල ඉතා ක්‍රියාකාරී ස්වභාවය නිසා ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීම පහසු වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝලය පරිභෝජනය කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විසර්ජන කාර්යක්ෂමතාව අඩු වී ධාරිතාව අඩු වේ.

වේගවත් ආරෝපණය, වත්මන් ඝනත්වය ඉතා විශාල වේ, සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩය දැඩි ලෙස ධ්රැවීකරණය වී ඇති අතර, ලිතියම් තැන්පත් වීම වඩාත් පැහැදිලි වනු ඇත. සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සක්‍රීය ද්‍රව්‍යයට සාපේක්ෂව ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සක්‍රීය ද්‍රව්‍ය අධික වූ විට මෙය සිදු වීමට ඉඩ ඇත. කෙසේ වෙතත්, ඉහළ ආරෝපණ අනුපාතයකදී, ධනාත්මක හා සෘණ ක්රියාකාරී ද්රව්යවල අනුපාතය සාමාන්යය වුවද ලෝහ ලිතියම් තැන්පත් වීම සිදුවිය හැක.

2. ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ අධිආරෝපණ ප්රතික්රියාව

ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සක්‍රීය ද්‍රව්‍ය හා සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සක්‍රීය ද්‍රව්‍ය අතර අනුපාතය ඉතා අඩු වූ විට, ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අධික ආරෝපණය සිදු වීමට ඉඩ ඇත.

ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අධික ලෙස ආරෝපණය කිරීම නිසා ඇති වන ධාරිතා අලාභය ප්‍රධාන වශයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර ධාරිතා සමතුලිතතාවය විනාශ කරන විද්‍යුත් රසායනික නිෂ්ක්‍රීය ද්‍රව්‍ය (Co3O4, Mn2O3, ආදිය) ජනනය වීම නිසා ඇති වන අතර ධාරිතා අලාභය ආපසු හැරවිය නොහැක.

(1) LiyCoO2

LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4＋O2(g)]＋yLiCoO2 y<0.4

ඒ අතරම, මුද්‍රා තැබූ ලිතියම්-අයන බැටරියේ ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය වියෝජනය වීමෙන් ජනනය වන ඔක්සිජන්, ප්‍රතිසංයෝජන ප්‍රතික්‍රියාවක් (H2O උත්පාදනය වැනි) නොමැති නිසා සහ වියෝජනයෙන් ජනනය වන ගිනි ගන්නා වායුව එකවරම එකතු වේ. ඉලෙක්ට්රෝලය, සහ ප්රතිවිපාක සිතාගත නොහැකි වනු ඇත.

(2) λ-MnO2

ලිතියම්-මැන්ගනීස් ප්‍රතික්‍රියාව සිදු වන්නේ ලිතියම්-මැන්ගනීස් ඔක්සයිඩ් සම්පූර්ණයෙන්ම විඝටනය වූ විටය: λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

3. අධික ලෙස ආරෝපණය වූ විට ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඔක්සිකරණය වේ

පීඩනය 4.5V ට වඩා වැඩි වූ විට, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඔක්සිකරණය වී දිය නොවන ද්‍රව්‍ය (Li2Co3 වැනි) සහ වායූන් ජනනය කරයි. මෙම ද්‍රාව්‍ය ද්‍රව්‍ය ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ක්ෂුද්‍ර සිදුරු අවහිර කරන අතර ලිතියම් අයන සංක්‍රමණයට බාධා කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බයිසිකල් පැදීමේදී ධාරිතාව නැති වේ.

ඔක්සිකරණ අනුපාතයට බලපාන සාධක:

ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්යයේ මතුපිට ප්රදේශය

වත්මන් එකතු කිරීමේ ද්රව්ය

එකතු කරන ලද සන්නායක කාරකය (කාබන් කළු, ආදිය)

කාබන් කළු වල වර්ගය සහ මතුපිට වර්ග

බහුලව භාවිතා වන විද්‍යුත් විච්ඡේදක අතර, EC/DMC ඉහළම ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය ලෙස සැලකේ. ද්‍රාවණයේ විද්‍යුත් රසායනික ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලිය සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රකාශ වන්නේ: ද්‍රාවණය→ඔක්සිකරණ නිෂ්පාදනය (ගෑස්, ද්‍රාවණය සහ ඝන ද්‍රව්‍ය)+ne-

ඕනෑම ද්‍රාවකයක ඔක්සිකරණය ඉලෙක්ට්‍රෝලය සාන්ද්‍රණය වැඩි කරයි, විද්‍යුත් විච්ඡේදක ස්ථායීතාවය අඩු කරයි, සහ අවසානයේ බැටරියේ ධාරිතාවයට බලපායි. එය ආරෝපණය කරන සෑම අවස්ථාවකදීම ඉලෙක්ට්‍රෝලය කුඩා ප්‍රමාණයක් පරිභෝජනය කරන බව උපකල්පනය කළහොත්, බැටරි එකලස් කිරීමේදී වැඩි ඉලෙක්ට්‍රෝලය අවශ්‍ය වේ. නියත බහාලුමක් සඳහා, මෙයින් අදහස් කරන්නේ කුඩා ක්රියාකාරී ද්රව්යයක් පටවා ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් ආරම්භක ධාරිතාව අඩු වීමයි. මීට අමතරව, ඝන නිෂ්පාදනයක් නිෂ්පාදනය කරන්නේ නම්, ඉලෙක්ට්රෝඩයේ මතුපිට මත passivation චිත්රපටයක් සාදනු ඇත, එය බැටරියේ ධ්රැවීකරණය වැඩි වන අතර බැටරියේ ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාවය අඩු කරයි.

හේතුව 2: ඉලෙක්ට්‍රෝලය වියෝජනය (අඩු කිරීම)

මම ඉලෙක්ට්රෝඩය මත දිරාපත් කරමි

1. ඉලෙක්ට්‍රෝලය ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය මත දිරාපත් වේ:

විද්‍යුත් විච්ඡේදකය ද්‍රාවකයකින් සහ ආධාරක විද්‍යුත් විච්ඡේදකයකින් සමන්විත වේ. කැතෝඩය දිරාපත් වීමෙන් පසු Li2Co3 සහ LiF වැනි දිය නොවන නිෂ්පාදන සාමාන්‍යයෙන් සෑදී ඇති අතර එමඟින් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සිදුරු අවහිර කිරීමෙන් බැටරි ධාරිතාව අඩු වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝලය අඩු කිරීමේ ප්‍රතික්‍රියාව බැටරියේ ධාරිතාව සහ චක්‍රීය ආයු කාලය කෙරෙහි අහිතකර බලපෑමක් ඇති කරයි. අඩු කිරීම මගින් ජනනය වන වායුව බැටරියේ අභ්යන්තර පීඩනය වැඩි කළ හැකි අතර, එය ආරක්ෂිත ගැටළු වලට තුඩු දිය හැකිය.

ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ වියෝජන වෝල්ටීයතාවය සාමාන්‍යයෙන් 4.5V (Li/Li+ එදිරිව) ට වඩා වැඩි බැවින් ඒවා ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය මත පහසුවෙන් වියෝජනය නොවේ. ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, ඉලෙක්ට්රෝලය සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩයේ දී වඩාත් පහසුවෙන් දිරාපත් වේ.

2. ඉලෙක්ට්‍රෝලය සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය මත දිරාපත් වේ:

විද්‍යුත් විච්ඡේදකය ග්‍රැෆයිට් සහ අනෙකුත් ලිතියම් ඇතුළු කළ කාබන් ඇනෝඩ මත ස්ථායී නොවන අතර ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාවක් ජනනය කිරීමට ප්‍රතික්‍රියා කිරීම පහසුය. ආරම්භක ආරෝපණය සහ විසර්ජනය අතරතුර, විද්‍යුත් විච්ඡේදනය ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ මතුපිට නිෂ්ක්‍රීය පටලයක් සාදනු ඇති අතර, විද්‍යුත් විච්ඡේදනය තවදුරටත් වියෝජනය වීම වැළැක්වීම සඳහා උදාසීන පටලයට කාබන් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝලය වෙන් කළ හැකිය. මේ අනුව, කාබන් ඇනෝඩයේ ව්යුහාත්මක ස්ථාවරත්වය පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ. කදිම තත්ව යටතේ, ඉලෙක්ට්රෝලය අඩු කිරීම passivation film පිහිටුවීමේ වේදිකාවට සීමා වී ඇති අතර, චක්රය ස්ථායී වන විට මෙම ක්රියාවලිය සිදු නොවේ.

passivation film සෑදීම

විද්‍යුත් විච්ඡේදක ලවණ අඩු කිරීම passivation චිත්‍රපටය සෑදීමට සහභාගී වන අතර එය passivation චිත්‍රපටයේ ස්ථායීකරණයට ප්‍රයෝජනවත් වේ, නමුත්

(1) අඩු කිරීම මගින් නිපදවන දිය නොවන ද්‍රව්‍ය ද්‍රාවක අඩු කිරීමේ නිෂ්පාදනයට අහිතකර බලපෑමක් ඇති කරයි;

(2) විද්‍යුත් විච්ඡේදක ලුණු අඩු වූ විට විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ සාන්ද්‍රණය අඩු වන අතර එය අවසානයේ බැටරි ධාරිතාව නැති වීමට හේතු වේ (LiPF6 LiF, LixPF5-x, PF3O සහ PF3 බවට පත් වේ);

(3) passivation film සෑදීම ලිතියම් අයන පරිභෝජනය කරයි, එමගින් සම්පූර්ණ බැටරියේ නිශ්චිත ධාරිතාව අඩු කිරීමට ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙක අතර ධාරිතා අසමතුලිතතාවය ඇති කරයි.

(4) passivation film මත ඉරිතැලීම් තිබේ නම්, ද්‍රාවක අණු වලට passivation film විනිවිද ගොස් ඝණ කළ හැකි අතර, එය වැඩිපුර ලිතියම් පරිභෝජනය කරනවා පමණක් නොව, කාබන් පෘෂ්ඨයේ ඇති micropores අවහිර කළ හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලිතියම් ඇතුල් කිරීමට නොහැකි වීම සහ උපුටා ගන්නා ලදී. , ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වීම. CO2, N2O, CO, SO2 වැනි ඉලෙක්ට්‍රෝලය වෙත අකාබනික ආකලන කිහිපයක් එකතු කිරීමෙන්, උදාසීන පටලය සෑදීම වේගවත් කළ හැකි අතර ද්‍රාවකයේ සම-ඇතුළත් කිරීම සහ වියෝජනය වළක්වයි. ඔටුන්න ඊතර් කාබනික ආකලන එකතු කිරීම ද එම බලපෑමක් ඇති කරයි. ඔටුනු 12 ක් සහ ඊතර් 4 ක් හොඳම වේ.

චිත්‍රපට ධාරිතාව නැතිවීමට බලපාන සාධක:

(1) ක්‍රියාවලියේදී භාවිතා කරන කාබන් වර්ගය;

(2) ඉලෙක්ට්රෝලය සංයුතිය;

(3) ඉලෙක්ට්රෝඩ හෝ ඉලෙක්ට්රෝටේට් වල ආකලන.

Blyr විශ්වාස කරන්නේ අයන හුවමාරු ප්‍රතික්‍රියාව ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය අංශු මතුපිට සිට එහි හරය දක්වා ඉදිරියට යන බවත්, පිහිටුවන ලද නව අදියර මුල් ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍යය වළලනු ලබන බවත්, අඩු අයනික හා ඉලෙක්ට්‍රොනික සන්නායකතාවක් සහිත නිෂ්ක්‍රීය පටලයක් අංශු මතුපිට සෑදෙන බවත්ය. ගබඩා කිරීමෙන් පසු ස්පිනල් ගබඩා කිරීමට පෙර වඩා විශාල ධ්‍රැවීකරණය.

චක්‍ර ගණන වැඩි වීමත් සමඟ මතුපිට නිෂ්ක්‍රීය ස්තරයේ ප්‍රතිරෝධය වැඩි වන අතර අන්තර් මුහුණත් ධාරිතාව අඩු වන බව Zhang සොයා ගත්තේය. එය චක්‍ර ගණනත් සමඟ passivation ස්ථරයේ thickness ණකම වැඩි වන බව පිළිබිඹු කරයි. මැංගනීස් විසුරුවා හැරීම සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය වියෝජනය වීම නිසා උදාසීන චිත්‍රපට සෑදීමට හේතු වන අතර ඉහළ උෂ්ණත්ව තත්වයන් මෙම ප්‍රතික්‍රියා වල ප්‍රගතිය සඳහා වඩාත් හිතකර වේ. මෙමගින් සක්‍රීය ද්‍රව්‍ය අංශු සහ Li+ සංක්‍රමණ ප්‍රතිරෝධය අතර සම්බන්ධතා ප්‍රතිරෝධය වැඩි වන අතර එමඟින් බැටරියේ ධ්‍රැවීකරණය, අසම්පූර්ණ ආරෝපණය සහ විසර්ජනය සහ ධාරිතාව අඩු වේ.

II ඉලෙක්ට්රෝලය අඩු කිරීමේ යාන්ත්රණය

ඉලෙක්ට්‍රෝලය බොහෝ විට ඔක්සිජන්, ජලය, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ අනෙකුත් අපද්‍රව්‍ය අඩංගු වන අතර බැටරියේ ආරෝපණය සහ විසර්ජන ක්‍රියාවලියේදී රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියා සිදුවේ.

ඉලෙක්ට්‍රෝලය අඩු කිරීමේ යාන්ත්‍රණයට අංශ තුනක් ඇතුළත් වේ: ද්‍රාවක අඩු කිරීම, විද්‍යුත් විච්ඡේදනය අඩු කිරීම සහ අපිරිසිදුකම අඩු කිරීම:

1. ද්රාවණය අඩු කිරීම

PC සහ EC අඩු කිරීම සඳහා එක් ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියාවක් සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන ද්වි-ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රියාවලියක් ඇතුළත් වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන ද්විත්ව ප්‍රතික්‍රියාව Li2CO3 සාදයි:

ෆොන්ග් සහ අල්. පළමු විසර්ජන ක්‍රියාවලියේදී, ඉලෙක්ට්‍රෝඩ විභවය 0.8V (Li/Li+ එදිරිව) ට ආසන්න වූ විට, CH=CHCH3(g)/CH2=CH2(g) ජනනය කිරීම සඳහා PC/EC හි විද්‍යුත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව මිනිරන් මත සිදු වූ බව විශ්වාස කෙරිණි. සහ LiCO3(s), ග්රැෆයිට් ඉලෙක්ට්රෝඩ මත ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වීමට තුඩු දෙයි.

Aurbach et al. ලිතියම් ලෝහ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සහ කාබන් මත පදනම් වූ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මත විවිධ ඉලෙක්ට්‍රෝටේට් වල අඩු කිරීමේ යාන්ත්‍රණය සහ නිෂ්පාදන පිළිබඳ පුළුල් පර්යේෂණ සිදු කරන ලද අතර, PC හි එක් ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණය ROCO2Li සහ propylene නිපදවන බව සොයා ගන්නා ලදී. ROCO2Li ජලය සොයා ගැනීමට ඉතා සංවේදී වේ. ප්‍රධාන නිෂ්පාදන වන්නේ Li2CO3 සහ ප්‍රොපිලීන් හෝඩුවාවක් සහිත ජලය පවතින විට, නමුත් වියළි තත්ත්ව යටතේ Li2CO3 නිපදවන්නේ නැත.

DEC ප්‍රතිසාධනය:

ඩයිඊතයිල් කාබනේට් (ඩීඊසී) සහ ඩයිමීතයිල් කාබනේට් (ඩීඑම්සී) සමඟ මිශ්‍ර වූ ඉලෙක්ට්‍රෝලය බැටරිය තුළ හුවමාරු ප්‍රතික්‍රියාවකට භාජනය වී එතිල් මෙතිල් කාබනේට් (ඊඑම්සී) උත්පාදනය කරන බව Ein-Eli Y වාර්තා කළේය. යම් බලපෑමක්.

2. ඉලෙක්ට්රෝලය අඩු කිරීම

ඉලෙක්ට්‍රෝලය අඩු කිරීමේ ප්‍රතික්‍රියාව සාමාන්‍යයෙන් කාබන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මතුපිට පටලය සෑදීමට සම්බන්ධ වන බව සලකනු ලැබේ, එබැවින් එහි වර්ගය සහ සාන්ද්‍රණය කාබන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ක්‍රියාකාරිත්වයට බලපානු ඇත. සමහර අවස්ථාවල දී, ඉලෙක්ට්රෝලය අඩු කිරීම කාබන් පෘෂ්ඨයේ ස්ථායීකරණයට දායක වන අතර, අපේක්ෂිත passivation ස්ථරය සෑදිය හැක.

ආධාරක ඉලෙක්ට්‍රෝලය ද්‍රාවකයට වඩා අඩු කිරීමට පහසු බව සාමාන්‍යයෙන් විශ්වාස කරන අතර, අඩු කිරීමේ නිෂ්පාදනය සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ තැන්පත් කිරීමේ පටලයට මිශ්‍ර වී බැටරියේ ධාරිතාව ක්ෂය වීමට බලපායි. ආධාරක විද්‍යුත් විච්ඡේදකවල ඇති විය හැකි අඩු කිරීමේ ප්‍රතික්‍රියා කිහිපයක් පහත පරිදි වේ:

3. අපිරිසිදුකම අඩු කිරීම

(1) විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ ජල ප්‍රමාණය ඉතා වැඩි නම්, Lithium අයන ඇතුළත් කිරීමට හිතකර නොවන LiOH(s) සහ Li2O තැන්පතු සෑදෙනු ඇත, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වේ.

H2O＋e→OH-＋1/2H2

OH-＋Li+→LiOH(s)

LiOH+Li++e-→Li2O(s)+1/2H2

උත්පාදනය කරන ලද LiOH(s) ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මතුපිට තැන්පත් වී ඉහළ ප්‍රතිරෝධයක් සහිත පෘෂ්ඨ පටලයක් සාදයි, එය මිනිරන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය තුළට Li+ අන්තර් බන්ධනයට බාධා කරයි, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වේ. ද්‍රාවකයේ කුඩා ජල ප්‍රමාණයක් (100-300 × 10-6) ග්‍රැෆයිට් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ක්‍රියාකාරිත්වයට බලපෑමක් නැත.

(2) ද්‍රාවකයේ ඇති CO2 සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය මත CO සහ LiCO3(s) සෑදීමට අඩු කළ හැක:

2CO2+2e-+2Li+→Li2CO3+CO

CO මගින් බැටරියේ අභ්‍යන්තර පීඩනය වැඩි කරන අතර Li2CO3(s) බැටරියේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වැඩි කර බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වයට බලපායි.

(3) ද්‍රාවකයේ ඔක්සිජන් පැවතීම ද Li2O සාදනු ඇත

1/2O2+2e-+2Li+→Li2O

ලෝහ ලිතියම් සහ සම්පූර්ණයෙන්ම අන්තර් සම්බන්ධිත කාබන් අතර විභව වෙනස කුඩා බැවින්, කාබන් මත ඉලෙක්ට්‍රෝලය අඩු කිරීම ලිතියම් අඩු කිරීමට සමාන වේ.

හේතුව 3: ස්වයං විසර්ජනය

ස්වයං විසර්ජනය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ බැටරිය භාවිතයේ නොමැති විට ස්වභාවිකව එහි ධාරිතාව නැති වී යන සංසිද්ධියයි. Li-ion බැටරි ස්වයං-විසර්ජනය අවස්ථා දෙකකදී ධාරිතාව අහිමි වීමට හේතු වේ:

එකක් නම් ආපසු හැරවිය හැකි ධාරිතා අලාභය;

දෙවැන්න නම් ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වීමයි.

ආපසු හැරවිය හැකි ධාරිතාව අහිමි වීම යනු ආරෝපණය කිරීමේදී නැති වූ ධාරිතාව නැවත ලබා ගත හැකි අතර ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වීම ප්‍රතිවිරුද්ධයයි. ධන සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ආරෝපිත තත්වයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ ක්ෂුද්‍ර බැටරියක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලිතියම් අයන අන්තර් බන්ධනය සහ විසංයෝජනය, ධනාත්මක හා සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අන්තර් සම්බන්ධ කිරීම සහ විසන්ධි කිරීම සිදුවේ. කාවැද්දූ ලිතියම් අයන ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් වල ලිතියම් අයන වලට පමණක් සම්බන්ධ වේ, එබැවින් ධන සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩවල ධාරිතාව අසමතුලිත වන අතර, ආරෝපණය කිරීමේදී ධාරිතාව අහිමි වීමෙන් මෙම කොටස ආපසු අයකර ගත නොහැක. ආදි:

ලිතියම් මැංගනීස් ඔක්සයිඩ් ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සහ ද්‍රාවකය ක්ෂුද්‍ර බැටරි ආචරණය සහ ස්වයං විසර්ජනය ඇති කරයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතාව අහිමි වේ:

LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4

ද්‍රාවක අණු (PC වැනි) සන්නායක ද්‍රව්‍ය කාබන් කළු හෝ ධාරා එකතුකරන්නාගේ මතුපිට මයික්‍රොබැටරි ඇනෝඩයක් ලෙස ඔක්සිකරණය වේ:

xPC→xPC-රැඩිකල්+xe-

ඒ හා සමානව, සෘණ ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කර ස්වයං-විසර්ජනය ඇති කිරීමට සහ ආපසු හැරවිය නොහැකි ධාරිතා අහිමි වීමට හේතු විය හැකි අතර, ඉලෙක්ට්‍රෝලය (LiPF6 වැනි) සන්නායක ද්‍රව්‍ය මත අඩු වේ:

PF5+xe-→PF5-x

ක්ෂුද්‍ර බැටරියේ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස ලිතියම් අයන ඉවත් කිරීමෙන් ආරෝපිත තත්වයේ ඇති ලිතියම් කාබයිඩ් ඔක්සිකරණය වේ.

LiyC6→Liy-xC6+xLi+++xe-

ස්වයං-විසර්ජනයට බලපාන සාධක: ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්යයේ නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය, බැටරියේ නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය, ඉලෙක්ට්රෝලය, උෂ්ණත්වය සහ කාලයෙහි ගුණ.