Dendrit litiy shunchaki grafitga kiritilgan lityum miqdori uning bardoshliligidan oshib ketganda, ortiqcha litiy ionlari manfiy elektroddan keladigan elektronlar bilan birlashib, manfiy elektrod yuzasiga joylasha boshlaydi. Batareyani qayta zaryadlash jarayonida tashqi dunyodan kuchlanish va ichki lityum ion anod materiallari elektrolitlar muhitida paydo bo’ladi, litiy ionining elektrolitlari ham tashqi dunyo o’rtasidagi kuchlanish farqi sharoitida uglerod qatlamiga o’tadi. , chunki grafit qatlamli kanal bo’lib, litiy litiy uglerod bilan kanalga kirib, uglerod birikmalarini hosil qiladi, LiCx (x=1~6) grafit interlaminar birikmalari hosil bo’ladi. Lityum batareyaning anodidagi elektrokimyoviy reaktsiyani quyidagicha ifodalash mumkin:

Ushbu formulada siz bitta parametrga egasiz, rasm va agar siz ikkita rasmni qo’shsangiz, siz litiy dendritini olasiz. Bu erda hammaga tanish bo’lgan grafit interlaminar birikmalari tushunchasi bor. Grafit interlamellar birikmalari (qisqacha GIC) kristalli birikmalar bo’lib, ularda uglerodli bo’lmagan reaktivlar grafit qatlamlari tuzilishini saqlab, uglerodning olti burchakli tarmoq tekisliklari bilan birlashish uchun fizik yoki kimyoviy vositalar bilan grafit qatlamlariga kiritiladi.

Xususiyatlari:

Dendrit litiy odatda diafragma va manfiy qutbning aloqa joyida to’planadi. Batareyalarni demontaj qilish tajribasiga ega bo’lgan talabalar ko’pincha diafragmada kulrang material qatlamini topishlari kerak. Ha, bu lityum. Dendrit litiy – lityum ion elektronni olgandan keyin hosil bo’lgan lityum metall. Lityum metall endi batareyani zaryadlash va tushirish reaktsiyasida ishtirok etish uchun lityum ionini hosil qila olmaydi, bu esa batareya quvvatining pasayishiga olib keladi. Dendrit litiy manfiy elektrod yuzasidan diafragma tomon o’sib boradi. Agar lityum metall doimiy ravishda cho’ktirilsa, u oxir-oqibat diafragmani teshib, batareyaning qisqa tutashuviga olib keladi va batareya xavfsizligi bilan bog’liq muammolarni keltirib chiqaradi.

Ta’sir qiluvchi omillar:

Dendrit litiy hosil bo’lishiga ta’sir qiluvchi asosiy omillar anod yuzasining pürüzlülüğü, litiy ionining kontsentratsiyasi gradienti va oqim zichligi va boshqalar. Bundan tashqari, SEI plyonkasi, elektrolitlar turi, eritma konsentratsiyasi va ijobiy orasidagi samarali masofa. va manfiy elektrodlarning barchasi dendrit litiy hosil bo’lishiga ma’lum ta’sir ko’rsatadi.

1. Salbiy sirt pürüzlülüğü

Salbiy elektrod yuzasining pürüzlülüğü dendrit litiy hosil bo’lishiga ta’sir qiladi va sirt qanchalik qo’pol bo’lsa, dendrit litiy hosil bo’lishi uchun shunchalik qulay bo’ladi. Dendrite lityumning shakllanishi to’rtta asosiy tarkibni o’z ichiga oladi, shu jumladan elektrokimyo, kristalologiya, termodinamika va kinetik, ular Devid R. Ely maqolasida batafsil tavsiflangan.

2. Litiy ion kontsentratsiyasining gradienti va taqsimlanishi

Ijobiy materialdan qochib ketgandan so’ng, lityum ionlari salbiy elektrodda elektronlarni qabul qilish uchun elektrolitlar va membranadan o’tadi. Zaryadlash jarayonida musbat elektroddagi litiy ionlarining kontsentratsiyasi asta-sekin o’sib boradi, manfiy elektroddagi litiy ionlarining kontsentratsiyasi elektronlarning uzluksiz qabul qilinishi tufayli kamayadi. Yuqori oqim zichligi bilan suyultirilgan eritmada ion konsentratsiyasi nolga aylanadi. Chazalviel va Chazalviel tomonidan o’rnatilgan model shuni ko’rsatadiki, ion konsentratsiyasi 0 ga tushirilganda, manfiy elektrod mahalliy kosmik zaryadni hosil qiladi va dendrit strukturasini hosil qiladi. Dendrit strukturasining o’sish tezligi elektrolitlardagi ionlarning migratsiya tezligi bilan bir xil.

3. Tokning zichligi

Litiy/Polimer tizimlarida dendrit o’sishi maqolasida muallifning fikricha, dendrit litiy uchining o’sish tezligi quyidagi tenglamada ko’rsatilganidek, joriy zichlik bilan chambarchas bog’liq:

Rasm

Agar oqim zichligi kamaytirilsa, dendrit litiyning o’sishi quyidagi rasmda ko’rsatilganidek, ma’lum darajada kechiktirilishi mumkin:

Rasm

Qanday qilib qochish kerak:

Dendrit lityumning hosil bo’lish mexanizmi hali ham aniq, ammo lityum metallning turli xil o’sish modellari mavjud. Dendrit litiyning shakllanishi va ta’sir etuvchi omillariga ko’ra, dendrit litiy hosil bo’lishining oldini olish quyidagi jihatlardan mumkin:

1. Anod materialining sirt tekisligini nazorat qilish.

2. Salbiy zarrachalarning kattaligi kritik termodinamik radiusdan kichikroq bo’lishi kerak.

3. Elektrodepozitsiyaning namlanishini nazorat qilish.

4. Elektrokaplama potentsialini kritik qiymatdan pastroqqa cheklang. Bundan tashqari, an’anaviy zaryadlash va tushirish mexanizmi takomillashtirilishi mumkin, masalan, puls rejimini ko’rib chiqish mumkin.

5. Salbiy-elektrolitlar interfeysini barqarorlashtiruvchi elektrolitlar qo’shimchalarini qo’shing

6. Suyuq elektrolitni yuqori quvvatli gel/qattiq elektrolit bilan almashtiring

7. Yuqori quvvatli lityum anodning sirt himoya qatlamini o’rnating

Va nihoyat, maqola oxirida muhokama qilish uchun ikkita savol qoldiriladi:

1. Litiy ionlarining elektrokimyoviy reaksiyasi qayerda kechadi? Ulardan biri lityum ionlari grafit yuzasida qattiq massa o’tkazilgandan so’ng elektrokimyoviy reaktsiya, to’yinganlik holatiga etadi. Ikkinchidan, litiy ionlari grafit mikrokristallarining don chegaralari orqali grafit qatlamlariga o’tadi va grafitda reaksiyaga kirishadi.

2. Litiy ionlari grafit bilan reaksiyaga kirishib, litiy uglerod birikmasi va dendrit litiyni sinxron yoki ketma-ket hosil qiladimi?

Muhokama qilish uchun xush kelibsiz, xabar qoldiring ~