నికెల్-కోబాల్ట్-మాంగనీస్ టెర్నరీ మెటీరియల్ ప్రస్తుత పవర్ బ్యాటరీ యొక్క ప్రధాన పదార్థాలలో ఒకటి. మూడు మూలకాలు కాథోడ్ పదార్థానికి వేర్వేరు అర్థాలను కలిగి ఉంటాయి, వీటిలో నికెల్ మూలకం బ్యాటరీ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. అధిక నికెల్ కంటెంట్, అధిక పదార్థం నిర్దిష్ట సామర్థ్యం. NCM811 నిర్దిష్ట సామర్థ్యం 200mAh/g మరియు దాదాపు 3.8V డిచ్ఛార్జ్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌ను కలిగి ఉంది, దీనిని అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన బ్యాటరీగా తయారు చేయవచ్చు. అయితే, NCM811 బ్యాటరీ సమస్య పేలవమైన భద్రత మరియు వేగవంతమైన చక్రాల జీవిత క్షీణత. దాని చక్రం జీవితం మరియు భద్రతను ప్రభావితం చేసే కారణాలు ఏమిటి? ఈ సమస్యను ఎలా పరిష్కరించాలి? కిందిది లోతైన విశ్లేషణ:

NCM811 బటన్ బ్యాటరీ (NCM811/Li) మరియు ఫ్లెక్సిబుల్ ప్యాక్ బ్యాటరీ (NCM811/ గ్రాఫైట్)గా తయారు చేయబడింది మరియు దాని గ్రామ్ సామర్థ్యం మరియు పూర్తి బ్యాటరీ సామర్థ్యం వరుసగా పరీక్షించబడ్డాయి. సింగిల్ ఫ్యాక్టర్ ప్రయోగం కోసం సాఫ్ట్-ప్యాక్ బ్యాటరీని నాలుగు గ్రూపులుగా విభజించారు. పరామితి వేరియబుల్ కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్, ఇది వరుసగా 4.1V, 4.2V, 4.3V మరియు 4.4V. మొదట, బ్యాటరీ 0.05c వద్ద రెండుసార్లు సైకిల్ చేయబడింది మరియు తర్వాత 0.2℃ వద్ద 30C వద్ద ఉంది. 200 సైకిళ్ల తర్వాత, సాఫ్ట్ ప్యాక్ బ్యాటరీ సైకిల్ కర్వ్ క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది:

అధిక కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ పరిస్థితిలో, జీవన పదార్థం మరియు బ్యాటరీ యొక్క గ్రామ్ సామర్థ్యం రెండూ ఎక్కువగా ఉన్నాయని బొమ్మ నుండి చూడవచ్చు, అయితే బ్యాటరీ మరియు పదార్థం యొక్క గ్రామ్ సామర్థ్యం కూడా వేగంగా క్షీణిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, తక్కువ కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్‌ల వద్ద (4.2V కంటే తక్కువ), బ్యాటరీ సామర్థ్యం నెమ్మదిగా క్షీణిస్తుంది మరియు సైకిల్ లైఫ్ ఎక్కువ.

ఈ ప్రయోగంలో, పరాన్నజీవి ప్రతిచర్య ఐసోథర్మల్ కెలోరీమెట్రీ ద్వారా అధ్యయనం చేయబడింది మరియు సైక్లింగ్ ప్రక్రియలో కాథోడ్ పదార్థాల నిర్మాణం మరియు పదనిర్మాణ క్షీణతను XRD మరియు SEM అధ్యయనం చేసింది. ముగింపులు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

బొమ్మ

మొదటిది, బ్యాటరీ సైకిల్ లైఫ్ క్షీణతకు నిర్మాణ మార్పు ప్రధాన కారణం కాదు

XRD మరియు SEM ఫలితాలు 4.1c వద్ద 4.2 సైకిల్స్ తర్వాత 4.3V, 4.4V, 200V మరియు 0.2V యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ మరియు కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్‌తో బ్యాటరీ యొక్క కణ స్వరూపం మరియు పరమాణు నిర్మాణంలో స్పష్టమైన తేడా లేదని చూపించాయి. అందువల్ల, ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సమయంలో జీవన పదార్థం యొక్క వేగవంతమైన నిర్మాణ మార్పు బ్యాటరీ చక్రాల జీవితకాలం క్షీణించడానికి ప్రధాన కారణం కాదు. బదులుగా, ఎలెక్ట్రోలైట్ మరియు డెలిథియం స్థితిలో ఉన్న లైవ్ మ్యాటర్ యొక్క అత్యంత రియాక్టివ్ కణాల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద పరాన్నజీవి ప్రతిచర్యలు 4.2V అధిక వోల్టేజ్ చక్రంలో బ్యాటరీ జీవితకాలం తగ్గడానికి ప్రధాన కారణం.

(1) SEM

బొమ్మ

బొమ్మ

A1 మరియు A2 అనేది సర్క్యులేషన్ లేని బ్యాటరీ యొక్క SEM చిత్రాలు. B ~ E అనేది 200C కండిషన్‌లో 0.5సైకిల్ తర్వాత పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ లివింగ్ మెటీరియల్ యొక్క SEM ఇమేజ్‌లు మరియు వరుసగా 4.1V/4.2V/4.3V/4.4V కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ ఛార్జింగ్. ఎడమ వైపు తక్కువ మాగ్నిఫికేషన్ కింద ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ చిత్రం మరియు కుడి వైపు అధిక మాగ్నిఫికేషన్ కింద ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ చిత్రం. పై బొమ్మ నుండి చూడగలిగినట్లుగా, సర్క్యులేటింగ్ బ్యాటరీ మరియు నాన్-సర్క్యులేటింగ్ బ్యాటరీ మధ్య పార్టికల్ మోర్ఫాలజీ మరియు బ్రేకేజ్ డిగ్రీలో గణనీయమైన తేడా లేదు.

(2) XRD చిత్రాలు

పై బొమ్మ నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఆకారం మరియు స్థితిలో ఐదు శిఖరాల మధ్య స్పష్టమైన తేడా లేదు.

(3) లాటిస్ పారామితుల మార్పు

బొమ్మ

పట్టిక నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఈ క్రింది అంశాలు:

1. అన్‌సైకిల్ పోలార్ ప్లేట్ల యొక్క లాటిస్ స్థిరాంకాలు NCM811 లైవ్ పౌడర్‌కి అనుగుణంగా ఉంటాయి. సైకిల్ కటాఫ్ వోల్టేజ్ 4.1V అయినప్పుడు, లాటిస్ స్థిరాంకం మునుపటి రెండింటి నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉండదు మరియు C అక్షం కొద్దిగా పెరుగుతుంది. 4.2V, 4.3V మరియు 4.4Vతో ఉన్న C-యాక్సిస్ యొక్క లాటిస్ స్థిరాంకాలు 4.1V (0.004 angms) నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా లేవు, అయితే A- అక్షంలోని డేటా చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది.

2. ఐదు సమూహాలలో Ni కంటెంట్‌లో గణనీయమైన మార్పు లేదు.

3. 4.1° వద్ద 44.5V సర్క్యులేటింగ్ వోల్టేజ్‌తో ఉన్న పోలార్ ప్లేట్లు పెద్ద FWHMని ప్రదర్శిస్తాయి, ఇతర నియంత్రణ సమూహాలు ఇలాంటి FWHMని ప్రదర్శిస్తాయి.

బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో, C అక్షం పెద్ద సంకోచం మరియు విస్తరణను కలిగి ఉంటుంది. అధిక వోల్టేజీల వద్ద బ్యాటరీ సైకిల్ జీవితకాలం తగ్గడం అనేది జీవ పదార్థ నిర్మాణంలో మార్పుల వల్ల కాదు. అందువల్ల, బ్యాటరీ సైకిల్ జీవితకాలం క్షీణించడానికి నిర్మాణాత్మక మార్పు ప్రధాన కారణం కాదని పై మూడు అంశాలు ధృవీకరిస్తాయి.

బొమ్మ

రెండవది, NCM811 బ్యాటరీ యొక్క చక్ర జీవితం బ్యాటరీలోని పరాన్నజీవి ప్రతిచర్యకు సంబంధించినది

NCM811 మరియు గ్రాఫైట్ వేర్వేరు ఎలక్ట్రోలైట్‌లను ఉపయోగించి ఫ్లెక్సిబుల్ ప్యాక్ సెల్‌లుగా తయారు చేయబడ్డాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, రెండు సమూహాల యొక్క ఎలక్ట్రోలైట్‌కు వరుసగా 2%VC మరియు PES211 జోడించబడ్డాయి మరియు రెండు సమూహాల సామర్థ్య నిర్వహణ రేటు బ్యాటరీ చక్రం తర్వాత గొప్ప వ్యత్యాసాన్ని చూపించింది.

బొమ్మ

పై బొమ్మ ప్రకారం, 2%VCతో బ్యాటరీ యొక్క కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ 4.1V, 4.2V, 4.3V మరియు 4.4V అయినప్పుడు, 70 చక్రాల తర్వాత బ్యాటరీ యొక్క సామర్థ్య నిర్వహణ రేటు 98%, 98%, 91 % మరియు 88%, వరుసగా. కేవలం 40 సైకిళ్ల తర్వాత, జోడించిన PES211తో బ్యాటరీ సామర్థ్యం నిర్వహణ రేటు 91%, 82%, 82%, 74%కి తగ్గింది. ముఖ్యముగా, మునుపటి ప్రయోగాలలో, PES424తో NCM111/ గ్రాఫైట్ మరియు NCM211/ గ్రాఫైట్ సిస్టమ్‌ల యొక్క బ్యాటరీ చక్ర జీవితం 2%VCతో పోలిస్తే మెరుగ్గా ఉంది. ఇది అధిక-నికెల్ సిస్టమ్‌లలో బ్యాటరీ జీవితంపై ఎలక్ట్రోలైట్ సంకలనాలు గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయని ఊహకు దారి తీస్తుంది.

తక్కువ వోల్టేజీ కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్ కింద ఉన్న సైకిల్ జీవితం చాలా దారుణంగా ఉందని పై డేటా నుండి కూడా చూడవచ్చు. ధ్రువణత, △V మరియు సైకిల్ సమయాల అమరిక ఫంక్షన్ ద్వారా, ఈ క్రింది సంఖ్యను పొందవచ్చు:

బొమ్మ

తక్కువ కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ వద్ద సైక్లింగ్ చేస్తున్నప్పుడు బ్యాటరీ △V చిన్నదిగా ఉంటుంది, అయితే వోల్టేజ్ 4.3V కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, △V బాగా పెరుగుతుంది మరియు బ్యాటరీ పోలరైజేషన్ పెరుగుతుంది, ఇది బ్యాటరీ జీవితాన్ని బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది. VC మరియు PES211 యొక్క △V మార్పు రేటు భిన్నంగా ఉందని కూడా బొమ్మ నుండి చూడవచ్చు, ఇది బ్యాటరీ ధ్రువణత యొక్క డిగ్రీ మరియు వేగం వేర్వేరు ఎలక్ట్రోలైట్ సంకలితాలతో విభిన్నంగా ఉన్నాయని మరింత ధృవీకరిస్తుంది.

బ్యాటరీ యొక్క పరాన్నజీవి ప్రతిచర్య సంభావ్యతను విశ్లేషించడానికి ఐసోథర్మల్ మైక్రోకలోరిమెట్రీ ఉపయోగించబడింది. దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, rSOCతో క్రియాత్మక సంబంధాన్ని ఏర్పరచుకోవడానికి ధ్రువణత, ఎంట్రోపీ మరియు పరాన్నజీవి ఉష్ణ ప్రవాహం వంటి పారామితులు సంగ్రహించబడ్డాయి:

బొమ్మ

4.2V పైన, పరాన్నజీవి ఉష్ణ ప్రవాహం అకస్మాత్తుగా పెరుగుతుందని చూపబడింది, ఎందుకంటే అధిక డెలిథియం యానోడ్ ఉపరితలం అధిక వోల్టేజ్ వద్ద ఎలక్ట్రోలైట్‌తో సులభంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది. అధిక ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ వోల్టేజ్, బ్యాటరీ నిర్వహణ రేటు వేగంగా ఎందుకు తగ్గుతుందో కూడా ఇది వివరిస్తుంది.

బొమ్మ

Iii. NCM811 పేలవమైన భద్రతను కలిగి ఉంది

పరిసర ఉష్ణోగ్రతను పెంచే పరిస్థితిలో, ఎలక్ట్రోలైట్‌తో ఛార్జింగ్ స్థితిలో NCM811 యొక్క ప్రతిచర్య చర్య NCM111 కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, బ్యాటరీ యొక్క NCM811 ఉత్పత్తిని ఉపయోగించడం జాతీయ నిర్బంధ ధృవీకరణను పాస్ చేయడం కష్టం.

బొమ్మ

ఫిగర్ అనేది 811℃ మరియు 111℃ మధ్య ఉన్న NCM70 మరియు NCM350 యొక్క స్వీయ-తాపన రేట్ల గ్రాఫ్. NCM811 105℃ వద్ద వేడెక్కడం ప్రారంభిస్తుందని ఫిగర్ చూపిస్తుంది, అయితే NCM111 200℃ వరకు ఉండదు. NCM811 1℃ నుండి 200℃/నిమిషానికి హీటింగ్ రేటును కలిగి ఉంది, అయితే NCM111 0.05℃/నిమిషానికి హీటింగ్ రేటును కలిగి ఉంది, అంటే NCM811/ గ్రాఫైట్ సిస్టమ్ తప్పనిసరి భద్రతా ధృవీకరణను పొందడం కష్టం.

అధిక నికెల్ జీవ పదార్థం భవిష్యత్తులో అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన బ్యాటరీ యొక్క ప్రధాన పదార్థంగా ఉంటుంది. NCM811 బ్యాటరీ జీవితం యొక్క వేగవంతమైన క్షయం సమస్యను ఎలా పరిష్కరించాలి? మొదట, NCM811 యొక్క కణ ఉపరితలం దాని పనితీరును మెరుగుపరచడానికి సవరించబడింది. రెండవది ఎలక్ట్రోలైట్‌ని ఉపయోగించడం, ఇది రెండింటి యొక్క పరాన్నజీవి ప్రతిచర్యను తగ్గించగలదు, తద్వారా దాని చక్రం జీవితం మరియు భద్రతను మెరుగుపరుస్తుంది. బొమ్మ

QR కోడ్‌ను గుర్తించడానికి ఎక్కువసేపు నొక్కండి, లిథియం π జోడించండి!

భాగస్వామ్యం చేయడానికి స్వాగతం!