Материали сегонаи никель-кобальт-марганец яке аз материалхои асосии аккумулятори электрикии хозира мебошад. Се элемент барои маводи катодӣ маъноҳои гуногун доранд, ки дар байни онҳо унсури никел барои беҳтар кардани қобилияти батарея иборат аст. Чӣ қадаре ки миқдори никел зиёд бошад, иқтидори хоси моддӣ ҳамон қадар баландтар аст. NCM811 дорои иқтидори мушаххаси 200 мАч/г ва платформаи разряди тақрибан 3.8 В мебошад, ки онро ба батареяи зичии баланди энергия табдил додан мумкин аст. Бо вуҷуди ин, мушкилоти батареяи NCM811 ин бехатарии заиф ва фаношавии босуръати умр аст. Сабабҳое, ки ба ҳаёт ва бехатарии он таъсир мерасонанд, кадомҳоянд? Ин масъаларо чй тавр бояд хал кард? Дар зер таҳлили амиқ аст:

NCM811 ба батареяи тугмача (NCM811/Li) ва батареяи бастаи чандир (NCM811/ графит) сохта шуда, мутаносибан иқтидори грамм ва иқтидори пурраи батарея санҷида шуд. Батареяи нармӣ барои озмоиши як омил ба чор гурӯҳ тақсим карда шуд. Тағйирёбандаи параметр шиддати қатъӣ буд, ки мутаносибан 4.1V, 4.2V, 4.3V ва 4.4V буд. Аввалан, батарея ду маротиба дар 0.05c ва сипас дар 0.2С дар 30 ℃ давр зад. Пас аз 200 давра, каҷи гардиши батареяи бастаи нарм дар расми зер нишон дода шудааст:

Аз расм дида мешавад, ки дар шароити шиддати баланди бурида иќтидори граммии материяи зинда ва батарея њам баланд аст, вале иќтидори граммии батарея ва материя низ тезтар фарсуда мешавад. Баръакс, дар шиддати қатъии камтар (аз 4.2 В камтар), иқтидори батарея оҳиста коҳиш меёбад ва мӯҳлати сикли он дарозтар мешавад.

Дар ин таҷриба реаксияи паразитӣ тавассути калориметрияи изотермикӣ ва сохтор ва морфологияи таназзули маводи катодӣ дар ҷараёни гардиш тавассути XRD ва SEM омӯхта шуд. Хулосаҳо чунинанд:

Дар расм

Аввалан, тағироти сохторӣ сабаби асосии коҳиши мӯҳлати мӯҳлати батарея нест

Натиҷаҳои XRD ва SEM нишон доданд, ки дар морфологияи зарраҳо ва сохтори атомии батарея бо электрод ва шиддати қатъии 4.1V, 4.2V, 4.3V ва 4.4V пас аз 200 давра дар 0.2c фарқияти возеҳ вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, тағирёбии босуръати сохтории материяи зинда ҳангоми пур кардан ва холӣ кардан сабаби асосии коҳиши мӯҳлати мӯҳлати батарея нест. Ба ҷои ин, реаксияҳои паразитӣ дар интерфейси байни электролит ва зарраҳои хеле реактивии материяи зинда дар ҳолати делитий сабаби асосии кам шудани мӯҳлати батарея дар давраи шиддати баланди 4.2 В мебошанд.

(1) SEM

Дар расм

Дар расм

A1 ва A2 тасвирҳои SEM-и батареяро бидуни гардиш мебошанд. B ~ E тасвирҳои SEM-и маводи зиндаи мусбати электроди пас аз 200 давра дар ҳолати 0.5С ва мутаносибан шиддати қатъи барқии 4.1V/4.2V/4.3V/4.4V мебошанд. Дар тарафи чап тасвири микроскопи электронӣ дар зери калоншави паст ва тарафи рост тасвири микроскопи электронӣ дар зери калоншави баланд аст. Тавре ки аз расми боло дида мешавад, дар морфологияи заррачаҳо ва дараҷаи шикастан байни батареяи гардишкунанда ва батареяи ғайрикиркулятсионӣ фарқияти ҷиддӣ вуҷуд надорад.

(2) Тасвирҳои XRD

Чи тавре ки аз расми боло дида мешавад, дар байни панч кулла аз чихати шакл ва мавкеъ ягон тафовути ошкоре нест.

(3) Тағйир додани параметрҳои тор

Дар расм

Тавре ки аз ҷадвал дида мешавад, нуктаҳои зерин:

1. Константаҳои тории плитаҳои қутбӣ бо он бо хокаи зиндаи NCM811 мувофиқат мекунанд. Ваќте ки шиддати ќатъи сикли 4.1В аст, доимии торї аз дуи пештара чандон фарќ намекунад ва мењвари С каме зиёд мешавад. Константаҳои торҳои меҳвари С бо 4.2V, 4.3V ва 4.4V аз 4.1V (0.004 angms) чандон фарқ намекунанд, дар ҳоле ки маълумот дар меҳвари А комилан фарқ мекунад.

2. Дар панч гурух дар мазмуни Ni тагьироти чиддй ба амал наомадааст.

3. Плитаҳои қутбӣ бо шиддати гардиши 4.1В дар 44.5° FWHM-и калонро нишон медиҳанд, дар ҳоле ки гурӯҳҳои дигари назорат FWHM-и шабеҳро нишон медиҳанд.

Дар раванди пур кардан ва холӣ кардани батарея, меҳвари C камшавӣ ва васеъшавии калон дорад. Коҳиш додани мӯҳлати давраи батарея дар шиддати баланд аз сабаби тағирёбии сохтори материяи зинда нест. Аз ин рӯ, се нуктаи дар боло зикршуда тасдиқ мекунанд, ки тағироти сохторӣ сабаби асосии коҳиши мӯҳлати мӯҳлати батарея нест.

Дар расм

Дуюм, мӯҳлати давраи батареяи NCM811 бо реаксияи паразитӣ дар батарея алоқаманд аст

NCM811 ва графит бо истифода аз электролитҳои гуногун ба ҳуҷайраҳои бастаи чандир сохта мешаванд. Баръакси ин, ба электролитҳои ду гурӯҳ мутаносибан 2% VC ва PES211 илова карда шуданд ва суръати нигоҳдории иқтидори ду гурӯҳ пас аз давраи батарея фарқияти калон нишон дод.

Дар расм

Тибқи расми боло, вақте ки шиддати қатъии батарея бо 2% VC 4.1V, 4.2V, 4.3V ва 4.4V аст, суръати нигоҳдории иқтидори батарея пас аз 70 давра 98%, 98%, 91 мебошад. % ва 88 фоизро ташкил дод. Танҳо пас аз 40 давра, суръати нигоҳдории иқтидори батарея бо PES211 иловашуда то 91%, 82%, 82%, 74% коҳиш ёфт. Муҳим он аст, ки дар таҷрибаҳои қаблӣ, мӯҳлати давраи батареяи NCM424/ графит ва NCM111/ системаҳои графитӣ бо PES211 аз он бо 2% VC беҳтар буд. Ин ба он оварда мерасонад, ки иловаҳои электролитӣ ба мӯҳлати батарея дар системаҳои никелли баланд таъсири назаррас доранд.

Инчунин аз маълумотхои боло дида мешавад, ки мухлати давраи давраи шиддати баланд назар ба давраи шиддати паст хеле бадтар аст. Тавассути функсияи мувофиқи поляризатсия, △V ва давраи даврӣ рақами зеринро ба даст овардан мумкин аст:

Дар расм

Мумкин аст, ки батареяи △V ҳангоми велосипедронӣ дар шиддати пасти қатъкунӣ хурд аст, аммо вақте ки шиддат аз 4.3 В баланд мешавад, △V якбора зиёд мешавад ва поляризатсияи батарея зиёд мешавад, ки ин ба мӯҳлати батарея таъсири калон мерасонад. Инчунин аз расм дидан мумкин аст, ки суръати тағирёбии △V-и VC ва PES211 гуногун аст, ки минбаъд тасдиқ мекунад, ки дараҷа ва суръати поляризатсияи батарея бо иловаҳои гуногуни электролитӣ гуногунанд.

Микрокалориметрии изотермикӣ барои таҳлили эҳтимолияти реаксияи паразитии батарея истифода шуд. Параметрҳо ба монанди поляризатсия, энтропия ва ҷараёни гармии паразитӣ барои робитаи функсионалӣ бо rSOC, тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст, истихроҷ карда шуданд:

Дар расм

Зиёда аз 4.2 В гардиши гармии паразитӣ ногаҳон зиёд мешавад, зеро сатҳи баланди аноди делитий бо электролит дар шиддати баланд ба осонӣ реаксия мекунад. Ин инчунин мефаҳмонад, ки чаро шиддати барқ ​​ва холӣ баландтар бошад, суръати нигоҳдории батарея ҳамон қадар тезтар коҳиш меёбад.

Дар расм

II. NCM811 дорои амнияти камбизоат аст

Дар ҳолати баланд бардоштани ҳарорати муҳити зист, фаъолияти реаксияи NCM811 дар ҳолати пур кардани электролит нисбат ба NCM111 хеле зиёдтар аст. Аз ин рӯ, истифодаи NCM811 истеҳсоли батарея барои гузаштан аз сертификатсияи ҳатмии миллӣ душвор аст.

Дар расм

Ин рақам графики суръати худгармкунии NCM811 ва NCM111 дар байни 70 ℃ то 350 ℃ мебошад. Рақам нишон медиҳад, ки NCM811 тақрибан дар 105 ℃ гарм шуданро оғоз мекунад, дар ҳоле ки NCM111 то 200 ℃ гарм намекунад. NCM811 суръати гармидиҳии 1℃/дақро аз 200 ℃ дорад, дар ҳоле ки NCM111 суръати гармидиҳии 0.05 ℃/дақ дорад, ки ин маънои онро дорад, ки системаи графити NCM811/ барои гирифтани сертификати ҳатмии бехатарӣ душвор аст.

Материяи зиндаи баланди никел бояд дар оянда маводи асосии батареяи зичии баланди энергия бошад. Проблемаи зуд вайрон шудани мӯҳлати батареяи NCM811 -ро чӣ гуна бояд ҳал кард? Аввалан, сатҳи зарраҳои NCM811 барои беҳтар кардани кори он тағир дода шуд. Дуюм ин аст, ки истифодаи электролит, ки метавонад реаксияи паразитии ҳардуро коҳиш диҳад, то ҳаёти давра ва бехатарии онро беҳтар созад. Сурат

Барои муайян кардани рамзи QR, литий π илова кунед!

Хуш омадед ба мубодила!