Dendrite lithium đơn giản có nghĩa là khi lượng lithium nhúng trong than chì vượt quá khả năng chịu đựng của nó, các ion lithium dư thừa sẽ kết hợp với các điện tử đến từ điện cực âm và bắt đầu lắng đọng trên bề mặt của điện cực âm. Trong quá trình sạc lại pin, một điện áp từ thế giới bên ngoài và các vật liệu anốt ion lithium bên trong xuất hiện vào môi trường điện phân, chất điện phân của ion lithium cũng trong điều kiện hiệu điện thế giữa thế giới bên ngoài để lớp carbon di chuyển. , bởi vì graphit là một kênh phân lớp, liti liti sẽ đi vào kênh với cacbon để tạo thành các hợp chất cacbon, các hợp chất xenlulozơ LiCx (x = 1 ~ 6) được tạo thành. Phản ứng điện hóa trên cực dương của pin lithium có thể được biểu diễn như sau:

Trong công thức này, bạn có một tham số, hình ảnh, và nếu bạn thêm hai thông số này lại với nhau, bạn sẽ nhận được lithium dendrite. Ở đây có một khái niệm mà mọi người đều quen thuộc, các hợp chất interlaminar than chì. Các hợp chất giữa các lớp graphit (viết tắt là GIC) là các hợp chất tinh thể trong đó các chất phản ứng không chứa cacbon được đưa vào các lớp graphit bằng các phương tiện vật lý hoặc hóa học để kết hợp với các mặt phẳng mạng lục giác của cacbon trong khi vẫn duy trì cấu trúc lớp graphit.

Tính năng, đặc điểm:

Liti dendrite thường được lắng đọng trên vị trí tiếp xúc của màng ngăn và cực âm. Những sinh viên có kinh nghiệm tháo lắp pin thường thấy trên màng ngăn có một lớp vật liệu màu xám. Vâng, đó là liti. Dendrite liti là kim loại liti được tạo thành sau khi ion liti nhận điện tử. Kim loại liti không còn có thể tạo thành ion liti để tham gia phản ứng tích điện và phóng điện của pin, dẫn đến giảm dung lượng pin. Dendrite liti phát triển từ bề mặt của điện cực âm về phía màng ngăn. Nếu kim loại lithium liên tục được lắng đọng, cuối cùng nó sẽ đâm thủng màng ngăn và gây đoản mạch pin, gây ra các vấn đề về an toàn của pin.

Những nhân tố ảnh hưởng:

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành dendrite lithium là độ nhám của bề mặt cực dương, gradient nồng độ của ion lithium và mật độ dòng điện, v.v. Ngoài ra, màng SEI, loại chất điện phân, nồng độ chất tan và khoảng cách hiệu quả giữa các cực dương. và các điện cực âm đều có ảnh hưởng nhất định đến sự hình thành dendrite liti.

1. Độ nhám bề mặt tiêu cực

Độ nhám của bề mặt điện cực âm ảnh hưởng đến sự hình thành dendrite lithium, và bề mặt càng nhám thì càng có lợi cho sự hình thành dendrite lithium. Sự hình thành dendrite liti liên quan đến XNUMX nội dung chính gồm điện hóa học, tinh thể học, nhiệt động lực học và động học được mô tả chi tiết trong bài báo của David R. Ely.

2. Gradient và phân bố nồng độ ion liti

Sau khi thoát ra khỏi vật dương, các ion liti đi qua chất điện phân và màng để nhận electron ở điện cực âm. Trong quá trình sạc, nồng độ của các ion liti ở điện cực dương tăng dần, còn nồng độ của các ion liti ở điện cực âm giảm dần do sự nhận electron liên tục. Trong dung dịch loãng với mật độ dòng điện cao, nồng độ ion trở thành không. Mô hình do Chazalviel và Chazalviel thiết lập cho thấy khi nồng độ ion giảm xuống 0, điện cực âm sẽ hình thành điện tích không gian cục bộ và hình thành cấu trúc dendrite. Tốc độ phát triển của cấu trúc dendrite giống như tốc độ di chuyển của ion trong chất điện phân.

3. Mật độ hiện tại

Trong bài báo Sự phát triển của Dendrite trong Hệ thống Lithium / Polymer, tác giả tin rằng Tốc độ Tăng trưởng của đầu Dendrite Lithium có liên quan chặt chẽ với mật độ dòng điện, như được thể hiện trong phương trình sau:

Bức tranh

Nếu mật độ dòng điện giảm, sự phát triển của dendrite lithium có thể bị trì hoãn ở một mức độ nhất định, như thể hiện trong hình dưới đây:

Bức tranh

Làm sao để tránh:

Cơ chế hình thành của dendrite lithium vẫn còn rõ ràng, nhưng có nhiều mô hình phát triển khác nhau của kim loại lithium. Theo các yếu tố hình thành và ảnh hưởng của dendrite lithium, có thể tránh được sự hình thành dendrite lithium từ các khía cạnh sau:

1. Kiểm soát độ phẳng bề mặt của vật liệu cực dương.

2. Kích thước của các hạt âm phải nhỏ hơn bán kính nhiệt động tới hạn.

3. Kiểm soát khả năng thấm ướt của lắng đọng điện.

4. Giới hạn thế mạ điện dưới giá trị tới hạn. Ngoài ra, cơ chế sạc và xả truyền thống có thể được cải thiện, ví dụ, có thể xem xét chế độ xung.

5. Thêm các chất phụ gia điện phân để ổn định bề mặt điện phân âm

6. Thay thế chất điện phân lỏng bằng chất điện phân dạng gel / rắn có độ bền cao

7. Thiết lập lớp bảo vệ bề mặt của cực dương lithium cường độ cao

Cuối cùng, hai câu hỏi được để lại thảo luận ở cuối bài viết:

1. Đâu là phản ứng điện hoá của ion liti? Một là các ion liti trên bề mặt của phản ứng điện hóa than chì sau khi chuyển khối chất rắn, để đạt trạng thái bão hòa. Thứ hai, các ion liti di chuyển vào các lớp graphit qua ranh giới hạt của các vi tinh thể graphit và phản ứng trong graphit.

2. Các ion liti phản ứng với than chì để tạo thành hợp chất cacbon liti và dendrit liti đồng bộ hay tuần tự?

Chào mừng bạn đến thảo luận, hãy để lại lời nhắn ~