Ang dendrite lithium ay nangangahulugan lamang na kapag ang dami ng lithium na naka-embed sa graphite ay lumampas sa tolerance nito, ang labis na lithium ions ay magsasama sa mga electron na nagmumula sa negatibong elektrod at magsisimulang magdeposito sa ibabaw ng negatibong elektrod. Sa proseso ng recharge ang baterya, isang boltahe mula sa labas ng mundo at ang panloob na lithium ion anode materyales na lumabas sa electrolyte medium, electrolyte ng lithium ion din sa ilalim ng kondisyon ng boltahe pagkakaiba sa pagitan ng labas ng mundo sa carbon layer ilipat , dahil ang grapayt ay isang layered channel, ang lithium lithium ay papasok sa channel na may carbon upang bumuo ng mga carbon compound, LiCx (x=1~6) graphite interlaminar compound ay nabuo. Ang electrochemical reaction sa anode ng lithium battery ay maaaring ipahayag bilang mga sumusunod:

Sa formula na ito, mayroon kang isang parameter, ang larawan, at kung isasama mo ang dalawa sa larawan, makakakuha ka ng dendrite lithium. Mayroong isang konsepto dito na pamilyar sa lahat, mga graphite interlaminar compound. Ang mga graphite interlamellar compound (GICs para sa maikli) ay mga crystalline na compound kung saan ang mga non-carbonaceous reactant ay ipinapasok sa mga graphite layer sa pamamagitan ng pisikal o kemikal na paraan upang pagsamahin sa hexagonal network planes ng carbon habang pinapanatili ang graphite lamellar structure.

Mga tampok:

Ang dendrite lithium ay karaniwang idineposito sa posisyon ng contact ng diaphragm at ang negatibong poste. Ang mga mag-aaral na may karanasan sa pagtatanggal-tanggal ng mga baterya ay dapat na madalas na makahanap ng isang layer ng gray na materyal sa diaphragm. Oo, iyon ay lithium. Ang dendrite lithium ay lithium metal na nabuo pagkatapos tumanggap ng electron ang lithium ion. Ang Lithium metal ay hindi na makakabuo ng lithium ion upang lumahok sa pagsingil at paglabas ng reaksyon ng baterya, na nagreresulta sa pagbawas ng kapasidad ng baterya. Ang dendrite lithium ay lumalaki mula sa ibabaw ng negatibong elektrod patungo sa diaphragm. Kung ang lithium metal ay patuloy na idineposito, sa kalaunan ay Tusukin nito ang diaphragm at magiging sanhi ng short circuit ng baterya, na magdudulot ng mga problema sa kaligtasan ng baterya.

Mga bagay na naka-impluwensiya:

Ang pangunahing mga kadahilanan na nakakaapekto sa pagbuo ng dendrite lithium ay ang pagkamagaspang ng anode surface, ang gradient ng konsentrasyon ng lithium ion at ang kasalukuyang density, atbp. Bilang karagdagan, ang SEI film, ang uri ng electrolyte, solute na konsentrasyon at ang epektibong distansya sa pagitan ng positibo at mga negatibong electrodes lahat ay may tiyak na impluwensya sa pagbuo ng dendrite lithium.

1. Negatibong pagkamagaspang sa ibabaw

Ang pagkamagaspang ng negatibong ibabaw ng elektrod ay nakakaapekto sa pagbuo ng dendrite lithium, at ang mas magaspang na ibabaw ay, mas kaaya-aya ito sa pagbuo ng dendrite lithium. Ang pagbuo ng dendrite lithium ay nagsasangkot ng apat na pangunahing nilalaman, kabilang ang electrochemistry, crystology, thermodynamics at kinetics, na inilarawan nang detalyado sa artikulo ni David R. Ely.

2. Gradient at pamamahagi ng konsentrasyon ng lithium ion

Pagkatapos makatakas mula sa positibong materyal, ang mga lithium ions ay dumaan sa electrolyte at lamad upang makatanggap ng mga electron sa negatibong elektrod. Sa panahon ng proseso ng pagsingil, ang konsentrasyon ng mga lithium ions sa positibong elektrod ay unti-unting tumataas, habang ang konsentrasyon ng mga lithium ions sa negatibong elektrod ay bumababa dahil sa patuloy na pagtanggap ng mga electron. Sa isang dilute na solusyon na may mataas na kasalukuyang density, ang konsentrasyon ng ion ay nagiging zero. Ang modelo na itinatag nina Chazalviel at Chazalviel ay nagpapakita na kapag ang konsentrasyon ng ion ay nabawasan sa 0, ang negatibong elektrod ay bubuo ng isang lokal na singil sa espasyo at bubuo ng isang dendrite na istraktura. Ang rate ng paglago ng istraktura ng dendrite ay kapareho ng rate ng paglipat ng ion sa electrolyte.

3. Kasalukuyang density

Sa artikulong Dendrite Growth sa Lithium/Polymer Systems, naniniwala ang may-akda na ang Growth rate ng dulo ng Dendrite Lithium ay malapit na nauugnay sa kasalukuyang density, tulad ng ipinapakita sa sumusunod na equation:

Ang larawan

Kung ang kasalukuyang density ay nabawasan, ang paglaki ng dendrite lithium ay maaaring maantala sa isang tiyak na lawak, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba:

Ang larawan

Paano maiiwasan:

Ang mekanismo ng pagbuo ng dendrite lithium ay malinaw pa rin, ngunit mayroong iba’t ibang mga modelo ng paglago ng lithium metal. Ayon sa pagbuo at pag-impluwensya sa mga kadahilanan ng dendrite lithium, ang pagbuo ng dendrite lithium ay maaaring iwasan mula sa mga sumusunod na aspeto:

1. Kontrolin ang flatness sa ibabaw ng anode material.

2. Ang laki ng mga negatibong particle ay dapat na mas maliit kaysa sa kritikal na thermodynamic radius.

3. Kontrolin ang pagkabasa ng electrodeposition.

4. Limitahan ang potensyal ng electroplating sa ibaba ng kritikal na halaga. Bilang karagdagan, ang tradisyonal na mekanismo ng pag-charge at paglabas ay maaaring mapabuti, halimbawa, ang pulse mode ay maaaring isaalang-alang.

5. Magdagdag ng mga additives ng electrolyte na nagpapatatag sa interface ng negatibo-electrolyte

6. Palitan ang likidong electrolyte ng high strength na gel/solid electrolyte

7. Itatag ang layer ng proteksyon sa ibabaw ng mataas na lakas ng lithium anode

Sa wakas, dalawang tanong ang natitira para sa talakayan sa dulo ng artikulo:

1. Nasaan ang electrochemical reaction ng lithium ions? Ang isa ay na lithium ions sa ibabaw ng grapayt electrochemical reaksyon pagkatapos ng solid mass transfer, upang maabot ang saturation estado. Pangalawa, lumilipat ang mga lithium ions sa mga layer ng graphite sa pamamagitan ng mga hangganan ng butil ng mga microcrystal ng graphite at tumutugon sa graphite.

2. Ang mga lithium ions ba ay tumutugon sa graphite upang bumuo ng lithium carbon compound at dendrite lithium nang sabay-sabay o sunud-sunod?

Maligayang pagdating sa talakayan, mag-iwan ng mensahe ~