Дендритни литијум једноставно значи да када количина литијума уграђеног у графит премаши његову толеранцију, вишак литијумових јона ће се комбиновати са електронима који долазе из негативне електроде и почети да се таложе на површини негативне електроде. У процесу допуњавања батерије, напон из спољашњег света и унутрашњи литијум-јонски анодни материјали излазе у медијум електролита, електролит литијум јона се такође помера под условом разлике напона између спољашњег света и слоја угљеника. , пошто је графит слојевити канал, литијум литијум ће ући у канал са угљеником да би формирао угљеникова једињења, формирају се ЛиЦк (к=1~6) интерламинарна једињења графита. Електрохемијска реакција на аноди литијумске батерије може се изразити на следећи начин:

У овој формули имате један параметар, слику, а ако саберете та два заједно слику, добићете дендрит литијум. Овде постоји концепт који је свима познат, графитна интерламинарна једињења. Графитна интерламеларна једињења (скраћено ГИЦ) су кристална једињења у којима се реактанти без угљеника убацују у графитне слојеве физичким или хемијским средствима да би се комбиновали са хексагоналним мрежастим равнима угљеника уз одржавање графитне ламеларне структуре.

Карактеристике:

Дендритни литијум се углавном таложи на контактној позицији дијафрагме и негативног пола. Ученици који имају искуства у растављању батерија често би требало да нађу слој сивог материјала на дијафрагми. Да, то је литијум. Дендрит литијум је литијум метал настао након што литијум јон прими електрон. Метални литијум више не може да формира литијум јон да учествује у реакцији пуњења и пражњења батерије, што резултира смањењем капацитета батерије. Дендритни литијум расте са површине негативне електроде према дијафрагми. Ако се метал литијум непрестано таложи, он ће на крају пробити мембрану и изазвати кратак спој батерије, узрокујући безбедносне проблеме батерије.

Фактори који утичу:

Главни фактори који утичу на формирање дендритног литијума су храпавост површине аноде, градијент концентрације литијум јона и густина струје, итд. Поред тога, СЕИ филм, тип електролита, концентрација раствора и ефективно растојање између позитивних и негативне електроде све имају одређени утицај на формирање дендрита литијума.

1. Негативна храпавост површине

Храпавост површине негативне електроде утиче на формирање дендритног литијума, а што је површина грубља, то је погоднија за стварање дендритног литијума. Формирање дендритног литијума укључује четири главна садржаја, укључујући електрохемију, кристалологију, термодинамику и кинетику, који су детаљно описани у чланку Давида Р. Елија.

2. Градијент и расподела концентрације литијум јона

Након што побегну из позитивног материјала, литијум јони пролазе кроз електролит и мембрану да би примили електроне на негативној електроди. Током процеса пуњења, концентрација литијум јона у позитивној електроди постепено расте, док се концентрација литијум јона у негативној електроди смањује услед непрекидног прихватања електрона. У разблаженом раствору са великом густином струје, концентрација јона постаје нула. Модел који су успоставили Цхазалвиел и Цхазалвиел показује да када се концентрација јона смањи на 0, негативна електрода ће формирати локални просторни набој и формирати дендритну структуру. Брзина раста структуре дендрита је иста као и брзина миграције јона у електролиту.

3. Густина струје

У чланку Раст дендрита у системима литијум/полимер, аутор верује да је стопа раста врха дендрита литијума уско повезана са густином струје, као што је приказано у следећој једначини:

Слика

Ако се густина струје смањи, раст дендрита литијума може бити одложен до одређене мере, као што је приказано на слици испод:

Слика

Како избећи:

Механизам формирања дендритног литијума је још увек јасан, али постоје различити модели раста метала литијума. Према факторима формирања и утицаја дендрита литијума, формирање дендрита литијума може се избећи са следећих аспеката:

1. Контролишите равност површине анодног материјала.

2. Величина негативних честица треба да буде мања од критичног термодинамичког радијуса.

3. Контрола влажења електродепозиције.

4. Ограничите потенцијал галванизације испод критичне вредности. Поред тога, традиционални механизам пуњења и пражњења може се побољшати, на пример, може се узети у обзир пулсни режим.

5. Додајте адитиве за електролит који стабилизују интерфејс негативног електролита

6. Замените течни електролит гелом/чврстим електролитом високе чврстоће

7. Успоставите површински заштитни слој литијумске аноде високе чврстоће

На крају, два питања су остављена за дискусију на крају чланка:

1. Где је електрохемијска реакција литијум јона? Један је да литијум јони на површини графита електрохемијске реакције након преноса чврсте масе, достигну стање засићења. Друго, литијум јони мигрирају у слојеве графита кроз границе зрна микрокристала графита и реагују у графиту.

2. Да ли литијум јони реагују са графитом да би формирали једињење литијум угљеника и дендрит литијум синхроно или узастопно?

Добродошли у дискусију, оставите поруку ~