Podczas cyklu długiego cyklu odwracalna pojemność akumulatora litowo-jonowego będzie się nadal zmniejszać ze względu na redukcję materiałów aktywnych, wytrącanie metalicznego litu, ciągłe zużycie elektrolitu, wzrost rezystancji wewnętrznej i niestabilność cieplną. Wśród nich zjawisko wydzielania litu grafitowej elektrody ujemnej jest najważniejszą przyczyną degradacji pojemności akumulatora i wewnętrznego zwarcia.

W poprzednim artykule udostępniliśmy schematyczny diagram budowy baterii guzikowej Li-Cu. Na podłożu umieszcza się małe urządzenie grzejne Pt, które ogrzewa lokalny obszar w akumulatorze. Urządzenie grzewcze zostało wyłączone w początkowej fazie eksperymentu, a odpowiadający mu prąd ujemny przypisano procesowi ładowania podwójnej warstwy elektrycznej na powierzchni blachy Cu oraz procesowi tworzenia SEI. Potencjał elektryczny służy do pokonania bariery zarodkowania litu metalicznego, a reakcja wydzielania litu nie nastąpi. Po włączeniu urządzenia grzewczego moc wyjściowa wynosi 80 mV, a nagły wzrost prądu można zaobserwować przy podniesieniu temperatury do 55°C. Następnie, gdy temperatura nadal rośnie do 95°C, prąd wzrasta dalej do 10 mA. Po eksperymencie w centralnej części płatków Cu pojawiły się srebrne grudki. Charakterystyka SEM i XRD potwierdziła, że ​​srebrnym materiałem był metaliczny lit osadzony na płatkach Cu spowodowany jednorodnością temperatury.

W celu ilościowej analizy wyników obserwowanych w eksperymencie autor wykorzystuje COMSOL do symulacji i analizy termodynamiki baterii. Rysunek 3A-D przedstawia symulację temperatury wewnątrz komórki guzikowej. Najwyższa temperatura w centralnym obszarze elektrody Cu wynosi 97,4 °C i gwałtownie zanika z kierunku promieniowego. Temperatura powierzchni rozdziału między folią Cu i elektrolitem wynosi 55,4 °C, a temperatura folii Li przeciwelektrody wynosi 55,4 °C. Poniżej 22,6°C widać z rysunku 3E, że gdy następuje osadzanie litu, temperatura w obszarze środkowym spada do 92,3°C, co jest zgodne z obserwacją eksperymentalną, że temperatura w etapie 3 spada z 95°C do 93 °C. Spadek temperatury wynika z dobrej przewodności cieplnej metalicznego litu osadzonego na powierzchni, co sprzyja rozpraszaniu ciepła. Wyniki te wskazują, że osadzanie metalicznego litu może być znane in situ poprzez wykrywanie temperatury. Z rys. 3I widać wyraźny ujemny prąd na elektrodzie pracującej, co potwierdza, że ​​w tym obszarze zaszła reakcja redukcji jonów litu do litu metalicznego. Wysoki stopień zgodności wyników eksperymentalnych z symulacją dowodzi, że nierównomierny rozkład temperatury będzie miał istotny wpływ na proces wydzielania litu. na elektrodzie pracującej można zaobserwować wyraźny prąd ujemny, co potwierdza, że ​​w tym obszarze zachodzi reakcja redukcji jonów litu do litu metalicznego. Wysoki stopień zgodności wyników eksperymentalnych z symulacją dowodzi, że nierównomierny rozkład temperatury będzie miał istotny wpływ na proces wydzielania litu. na elektrodzie pracującej można zaobserwować wyraźny prąd ujemny, co potwierdza, że ​​w tym obszarze zachodzi reakcja redukcji jonów litu do litu metalicznego. Wysoki stopień zgodności wyników eksperymentalnych z symulacją dowodzi, że nierównomierny rozkład temperatury będzie miał istotny wpływ na proces wydzielania litu.

(HL) Symulacja rozkładu temperatury w różnych częściach akumulatora przed osadzeniem metalicznego litu;

Wniosek:

Aby zapewnić płynne działanie aplikacji, inżynierowie ds. badań i rozwoju EverExceed pracują dzień i noc, badając i projektując najnowocześniejsze akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe o doskonałych parametrach ładowania i rozładowywania, co potwierdza najdłuższy dostępny cykl życia akumulatora. Wybierz więc EverExceed jako swoją markę, aby uzyskać pełną niezawodność.