Дендрити литий танҳо маънои онро дорад, ки вақте миқдори литий дар графит ҷойгиршуда аз таҳаммулпазирии он зиёд мешавад, ионҳои зиёдатии литий бо электронҳое, ки аз электроди манфӣ меоянд, муттаҳид мешаванд ва дар рӯи электроди манфӣ ҷойгир мешаванд. Дар ҷараёни пур кардани батарея, шиддат аз ҷаҳони беруна ва маводи аноди литийи дохилии литий ба муҳити электролитӣ пайдо мешавад, электролит иони литий низ дар ҳолати фарқияти шиддат байни ҷаҳони беруна ба қабати карбон ҳаракат мекунад. , зеро графит як канали қабатӣ аст, литий литий ба канал бо карбон ворид шуда пайвастагиҳои карбонро ташкил медиҳад, пайвастагиҳои байниламинарии графити LiCx (x=1~6) ба вуҷуд меоянд. Реаксияи электрохимиявиро дар аноди батареяи литий ба таври зерин ифода кардан мумкин аст:

Дар ин формула шумо як параметр доред, расм ва агар шумо ин дуро ба ҳам илова кунед, шумо литий дендритиро мегиред. Дар ин ҷо консепсия мавҷуд аст, ки ба ҳама маълум аст, пайвастагиҳои байниламинарии графит. Пайвастагиҳои байниламелярии графитӣ (GICs барои кӯтоҳ) пайвастагиҳои кристаллӣ мебошанд, ки дар онҳо реактивҳои ғайрикарбонатӣ ба қабатҳои графитӣ тавассути воситаҳои физикӣ ё кимиёвӣ барои пайвастан бо ҳавопаймоҳои шабакаи шашкунҷаи карбон ҳангоми нигоҳ доштани сохтори ламелҳои графит ҷойгир карда мешаванд.

Вижагиҳо:

Дендрити литий одатан дар мавқеи тамоси диафрагма ва қутби манфӣ ҷойгир карда мешавад. Донишҷӯёне, ки дар ҷудо кардани батареяҳо таҷриба доранд, бояд дар диафрагма як қабати маводи хокистарӣ пайдо кунанд. Бале, ин литий аст. Дендрити литий як металли литий аст, ки пас аз гирифтани ион литий электрон ба вуҷуд меояд. Металли литий дигар наметавонад литий ионро ташкил кунад, то дар аксуламалҳои барқ ​​​​ва холӣ кардани батарея иштирок кунад, ки дар натиҷа иқтидори батарея кам мешавад. Литий дендрити аз сатҳи электроди манфӣ ба сӯи диафрагма мерӯяд. Агар металли литий пайваста нигоҳ дошта шавад, он оқибат диафрагмаро сӯрох мекунад ва расиши кӯтоҳи батареяро ба вуҷуд меорад ва боиси мушкилоти бехатарии батарея мегардад.

Омилҳои таъсиррасон:

Омилҳои асосие, ки ба ташаккули дендрити литий таъсир мерасонанд, ноҳамвор будани сатҳи анод, градиенти консентратсияи ионҳои литий ва зичии ҷорӣ ва ғайра мебошанд. Илова бар ин, филми SEI, намуди электролит, консентратсияи маҳлул ва масофаи самараноки байни мусбат ва электродҳои манфӣ ҳама ба ташаккули литий дендрит таъсири муайян доранд.

1. Ноҳамвории манфии сатҳ

Ноҳамвории сатҳи электроди манфӣ ба пайдоиши литий дендрит таъсир мерасонад ва сатҳи он ҳар қадар ноҳамвортар бошад, барои пайдоиши литий дендрит мусоидат мекунад. Ташаккули дендрити литий чор мундариҷаи асосиро дар бар мегирад, аз ҷумла электрохимия, кристалология, термодинамика ва кинетика, ки дар мақолаи Дэвид Р. Эли муфассал тавсиф шудаанд.

2. Градиент ва тақсимоти консентратсияи ионҳои литий

Пас аз фирор аз маводи мусбат, ионҳои литий аз электролит ва мембрана мегузаранд, то электронҳоро дар электроди манфӣ қабул кунанд. Дар рафти заряднокй консентратсияи ионхои литий дар электроди мусбат тадричан зиёд мешавад, хол он ки консентратсияи ионхои литий дар электроди манфй аз хисоби кабули доимии электронхо кам мешавад. Дар мањлули мањлули зичии љараён баланд, консентратсияи ионњо сифр мешавад. Моделе, ки Чазалвиел ва Чазалвиел мукаррар кардаанд, нишон медихад, ки хангоми кам шудани консентратсияи ионхо ба 0, электроди манфй заряди махаллии фазой ва сохтори дендритро ташкил медихад. Суръати афзоиши сохтори дендрит ба суръати муҳоҷирати ионҳо дар электролит баробар аст.

3. Зичии ҷараён

Дар мақолаи афзоиши дендрит дар системаҳои литий/полимерӣ, муаллиф чунин мешуморад, ки суръати афзоиши нӯги Dendrite Lithium бо зичии ҷорӣ зич алоқаманд аст, тавре ки дар муодилаи зерин нишон дода шудааст:

Дар расм

Агар зичии ҷорӣ кам карда шавад, афзоиши литий дендритро ба андозаи муайян ба таъхир андохтан мумкин аст, чунон ки дар расми зерин нишон дода шудааст:

Дар расм

Чӣ гуна бояд пешгирӣ кард:

Механизми ташаккули дендрити литий то ҳол равшан аст, аммо моделҳои гуногуни афзоиши металли литий мавҷуданд. Мувофиқи омилҳои ташаккул ва таъсиркунандаи литий дендрит, ташаккули дендрити литийро аз ҷанбаҳои зерин пешгирӣ кардан мумкин аст:

1. Назорати ҳамвории сатҳи маводи анод.

2. Андозаи заррачахои манфй бояд аз радиуси критикии термодинамики хурдтар бошад.

3. Назорати намнокии электродепозитсия.

4. Потенсиали электроплитатсияро аз арзиши критикӣ маҳдуд кунед. Илова бар ин, механизми анъанавии пуркунии барқро такмил додан мумкин аст, масалан, режими импулсро метавон баррасӣ кард.

5. Иловаҳои электролитиро, ки интерфейси манфии электролитро устувор мекунанд, илова кунед

6. Электролити моеъро бо гели қавӣ/электролити сахт иваз кунед

7. Таъсис додани қабати муҳофизати рӯизаминии анодҳои литийии қавӣ

Ниҳоят, дар охири мақола ду савол барои муҳокима боқӣ мемонад:

1. Реаксияи электрохимиявии ионҳои литий дар куҷост? Яке аз он аст, ки ионҳои литий дар рӯи реаксияи электрохимиявии графит пас аз интиқоли массаи сахт, то ба ҳолати сершавӣ бирасанд. Дуюм, ионҳои литий ба қабатҳои графитӣ тавассути сарҳади донаҳои микрокристаллҳои графитӣ ҳаракат мекунанд ва дар графит реаксия мекунанд.

2. Оё ионҳои литий бо графит реаксия карда, пайвастагии карбонии литий ва дендрити литийро синхронӣ ё пайдарпай ба вуҷуд меоранд?

Хуш омадед ба муҳокима, паём гузоред ~