Kodi Battery Capacity Degradation Mechanism Ndi Chiyani?
Kusintha kwa Kapangidwe Kazinthu
Ma cathode omwe amagwiritsidwa ntchito kwambiri pakali pano amaphatikiza mawonekedwe a hexagonal layered a LiMO2 (pomwe M=Co, Ni, Mn), kapangidwe ka spinel ka LiMn2O4, ndi kapangidwe ka olivine ka LiFePO4. Kaya dongosolo, pamene ayoni lifiyamu deintercalate ku cathode, kukhalabe magetsi boma zinthu, chitsulo amafotokozera mosalephera oxidized kwa apamwamba valence boma, amene limodzi ndi gawo kusintha ndondomeko. Kusintha kwa gawo nthawi zambiri kumayambitsa kusintha kwa magawo, kotero kuti ma lithiamu ion amasinthasintha mosalekeza ndikusokoneza zinthuzo, kusintha kwa gawo kumapitilirabe, ndipo m'kupita kwanthawi kungayambitse kukhazikika kwa kristalo. Poyerekeza ndi anode, mphamvu yosinthika yosagwirizana ndi kusintha kwa gawo ndi kusintha kwazinthu zambiri za cathode zimakhudza kwambiri moyo wa batri. Graphite ili ndi mawonekedwe osanjikiza. Zikakhala zigawo zingapo wandiweyani, ma ion a lithiamu amalumikizana mu interlayers panthawi yolipiritsa batire ndikuphatikiza ndi ma elekitironi omwe amatengedwa kuchokera kudera lakunja kuti apange graphite ya lithiamu, ndipo kusiyana kwapakati kumawonjezeka panthawiyi; pakutha, ma ion a lithiamu amasiya ma graphite interlayers ndikutulutsa ma elekitironi kupita kudera lakunja, akukumana ndi deintercalation ndi oxidation reaction, ndipo kusiyana kwapakati kumachepa panthawiyi.
Kutha kwa Active Material
Kusungunuka kwa zinthu za cathode kumatanthauza njira yomwe zinthu zogwira ntchito zimachepa pang'onopang'ono chifukwa cha dzimbiri mu electrolyte. Kutha kwa zinthu za cathode pa kutentha kwakukulu ndi chimodzi mwa zifukwa zomwe zimayambitsa kuwonongeka kwa batri, makamaka kukhala ndi zotsatira zambiri pa kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe ka kayendetsedwe kake Kutha kwa zitsulo zosinthika pansi pazifukwa zina ndi vuto lomwe liripo muzinthu zonse za cathode za LiMO2. Zifukwa zazikulu zomwe kutha kwa zinthu zogwira ntchito kumayambitsa kuwonongeka kwa ntchito ya batri ndi: $\\textcircled{1}$ Kusungunuka kwa zinthu zachitsulo kumabweretsa mwachindunji kuchepetsa zinthu zogwira ntchito, zomwe zimapangitsa kuti batire iwonongeke; $\\textcircled{2}$ Kusungunuka kwa zinthu za cathode kumayambitsa kuwonongeka kwa zinthu zomwe zimapangidwira komanso kupanga zinthu zopanda mankhwala pamtunda wa tinthu tating'onoting'ono, zomwe zimalepheretsa kunyamula ma ion a lithiamu mu electrode; $\\textcircled{3}$ The solvated zitsulo ayoni zili mu electrolyte kusamukira ku anode mu electrolyte ndi gawo pa anode pamwamba mu mawonekedwe a zitsulo kapena mchere pansi kuthekera otsika, ndipo madipoziti izi zimakhudzira bata ndi makulidwe a SEI filimu pa anode pamwamba, zikubweretsa kuwonjezeka electrode pamwamba polarization ndi kuchuluka batire kukana mkati. Choncho, zotsatira za kusungunuka kwa zinthu zogwira ntchito pa electrolyte sikungobwera chifukwa cha kusungunuka komanso kuchokera ku zotsatira zovuta zomwe zimadza chifukwa cha kusungunuka kwazitsulo zosinthika.
Kugwiritsa Ntchito Lithium Ions
M'mapangidwe a mabatire a lithiamu-ayoni, mphamvu ya batire nthawi zambiri imakhala yochulukirapo pang'ono kuposa ya cathode, ndipo ma ion a lithiamu omwe amatha kubwezeredwa amaperekedwanso ndi cathode. Chifukwa chake, kulumikizana kosinthika ndi kuphatikizika kwa ayoni a lithiamu pakati pa cathode ndi anode kumatsimikizira mphamvu ya batri. Panthawi yoyamba yolipiritsa ndi kutulutsa, filimu ya SEI imapangidwa pamtunda wa anode. Zigawo zikuluzikulu za filimuyi passivation ndi zosiyanasiyana inorganic zinthu monga Li2CO3, LiF, Li2O, LiOH ndi zosiyanasiyana organic zigawo zikuluzikulu monga ROCO2Li, ROLi, ndi (ROCO2)2Li. Chifukwa chake, ma ayoni ena a lithiamu amadyedwa, ndipo kutaya mphamvu uku sikungasinthe. Kuchita kwa anode kumayenderana kwambiri ndi mmene filimu ya SEI ikuyendera komanso kukhazikika kwa filimu ya SEI, ndipo kuthekera kopanga filimu yokhazikika ya SEI pamalo a anode sikumakhudza{12}}kuchuluka kwa batire. Mapangidwe a filimu ya SEI amadya ma ion a lithiamu ochepa mu batri. Ngati filimu ya SEI ikuwonongeka mosalekeza panthawi yozungulira, ndiye kuti makutidwe ndi okosijeni pa mawonekedwe a anode / electrolyte adzachitika mosalekeza kuti apange filimu yatsopano ya SEI. Njirayi imadya ma ion a lithiamu ochepa omwe amaperekedwa ndi cathode mu dongosolo, ndipo kuchepetsa mphamvu ya lithiamu ion kumabweretsa kuwonongeka kwa mphamvu. Kuchepa kwa ayoni a lithiamu mu electrolyte kumabweretsa kuchepa kwa ma electrolyte, ndipo kutayika kwa ayoni a lithiamu muzinthu za cathode kumayambitsa kusalinganika pakati pa ma elekitirodi awiri a batri.
Kuchulukitsa Kukaniza Kwamkati
Nthawi yayitali-yoyendetsa batire, kuchulukira kwa mphamvu ya batire ndi chifukwa chofunikira kwambiri chakuwonongeka kwa mphamvu. Pali zifukwa zambiri zowonjezerera kukana kwa mkati, makamaka kuchokera kuzinthu ziwiri: $\\textcircled{1}$ Kachitidwe ka okosijeni kamene kamachitika pa mawonekedwe a electrode/electrolyte mu electrolyte kumabweretsa kuwonjezeka kwa kukana kwa filimu ya electrode, ndi kusakhazikika kwa filimu ya anode SEI, kupitiriza kupanga mafilimu atsopano pamwamba pa nthawi yozungulira; kuwonjezereka kwa batri, ndi zina zotero. $\\textcircled{2}$ Kusungunuka kwa ayoni zitsulo mu cathode mu electrolyte, ndi kusungunuka ionized zitsulo ayoni amasamukira anode kudzera electrolyte ndi kusungitsa pa anode pamwamba mu mawonekedwe a zitsulo kapena mchere, chifukwa cha kuchuluka electrode polarization. Kuonjezera apo, kafukufuku watsimikiziranso kuti kuwonongeka kwa wosonkhanitsa panopa kungayambitsenso kuwonjezeka kwa kukana kwa mkati, koma zotsatira zake zimakhala zochepa kwambiri poyang'ana kutsogolo kwa wosonkhanitsa panopa. Kuwonjezeka kwa kukana kwamkati kumabweretsa kuchepa kwa mphamvu zamagetsi ndi mphamvu, makamaka kwa anode, zomwe zimachitika pa mawonekedwe a electrode / electrolyte ndicho chifukwa chachikulu cha anode kukalamba.
