Anledningar till litiumutveckling av litiumjonbatterier är ett extremt vanligt onormalt fenomen i litiumbatteriindustrin.

Olika tillstånd av litiumutveckling motsvarar ofta olika skäl. Att analysera orsakerna enligt litiumutvecklingstillståndet kan förbättra produktutbytet.

Ur ett allmänt perspektiv är skälen till litiumutveckling i litiumjonbatterier uppdelade i fem kategorier: litiumutveckling orsakad av otillräcklig negativ elektrodmarginal; litiumutveckling orsakad av laddningsmekanism; litiumutveckling orsakad av onormal litiuminsättningsväg; litiumutveckling orsakad av onormalt huvudmaterial; Litiumdeponering på en fast plats orsakad av speciella skäl. Följande är en förklaring av de specifika orsakerna till litiumutvecklingen av ovanstående fem kategorier av skäl.

1. Litiumutveckling av litiumjonbatterier orsakad av otillräcklig negativ elektrodmarginal

När litiumjoner släpps ut från den positiva elektroden under laddning måste de ha en destination. Generellt sett är ödet att vara inbäddat i den negativa elektroden, men när den negativa elektroden är otillräcklig och den negativa elektroden kan infoga litiumjoner mindre än de positiva elektroden avinterkalerade litiumjoner, kan litiumjoner endast utfällas på ytan av den negativa elektrod. Otillräckligt överskott av negativ elektrod kan betraktas som den vanligaste orsaken till litiumutfällning.

Enligt läget för otillräckligt negativt elektrodöverskott kan den delas upp i följande tre grupper av litiumanalysbetingelser:

(1) Litiumutveckling med otillräckligt överskott av konventionell anod

När den negativa elektroden är alltför otillräcklig finns det inte tillräckligt med utrymme för att litiumjonerna ska kunna införas från den positiva elektroden till den negativa elektroden. Därför kan endast metalliskt litium bildas och fällas ut på ytan av den negativa elektroden. Eftersom graden av otillräckligt överskott av den negativa elektroden i allmänhet är likformig och litiumjonerna extraherade från den positiva elektroden också kommer enhetligt till den negativa elektroden, är litiumutvecklingen orsakad av den otillräckliga negativa elektroden också ett enhetligt skikt. Allvarlighetsgraden av litiumutveckling är relaterad till det otillräckliga negativa elektrodöverskottet. Graden är nära besläktad, ju högre graden av överskott och brist, desto allvarligare är litiumutfällningen.

(2) Litiumanalys på yin och yang

När en battericell är belagd med tung beläggning på ena sidan av den positiva elektroden eller lätt belagd på ena sidan av den negativa elektroden, kommer det att leda till att litium på båda sidor om den negativa elektroden i battericellen avsätter litium på andra sidan , som är allmänt känd som Yin- och Yang-sidan. Gränssnittet mellan anoden och katodcellen på den litiumutvecklande sidan är exakt samma som den negativa elektroden med överskott eller otillräckligt litium, medan den andra sidan är gyllengul (för grafitanod).

(3) Det positiva elektrodhuvudet är belagt utan att litium tunnas ut

Om det positiva elektrodhuvudet inte tunnas ut under beläggningen kan förbandet vid det positiva elektrodhuvudets läge vara tjockare, så att det blir överdrivet och otillräckligt motsvarande det negativa elektrodhuvudet, vilket resulterar i en remsa av det negativa huvudet. Analysera litium.

2. Litiumutmatning av litiumjonbatterier som tillverkas felaktigt av laddare

Eftersom utvecklingen av litium sker under laddningssteget måste förändringen i laddningsmekanismen också vara en av orsakerna till utvecklingen av litium. Följande är en lista över flera fall av litiumutveckling på grund av laddningsmekanismen:

(1) Litiumutfällning genom laddning vid låg temperatur

Anledningen till litiumutfällning under laddning vid låg temperatur är att den negativa elektrodens motstånd mot litiuminsättning är betydligt större än för den positiva elektroden. Även om litiumjoner kan tas bort från den positiva elektroden relativt snabbt vid låga temperaturer, kan de inte sättas in i den negativa elektroden i tid, vilket orsakar utfällning. litium.

(2) Litiumanalys genom laddning med hög hastighet

Om laddning vid rumstemperatur ökar laddningshastigheten blint kommer den negativa elektroden också att orsaka litiumutfällning på grund av oförmågan att snabbt slutföra litiuminsättning. Enligt den konventionella kapacitetstypdesignen är den maximala laddningshastigheten som battericellen tål cirka 1C ~ 1,5C. Om produkten behöver öka laddningsströmmen ytterligare under användning krävs en speciell utformning av polstycket och elektrolyten. Annars, ju högre laddningshastighet, desto allvarligare blir litiumutvecklingen.

(3) Litiumöverladdning

När batteriets laddningsspänning eller laddningskapacitet väsentligt överstiger designvärdet extraheras mer överskott av litiumjoner från den positiva elektroden. Eftersom den negativa elektroden är konstruerad finns det inget utrymme för dessa överskott av litiumjoner. Litium är oundvikligt. Under överladdning är avinterkalationen av litiumjoner från den positiva elektroden enhetlig och varierar inte med polstyckspositionen, så litiumutvecklingen orsakad av överladdning är också ett enhetligt skikt.

3. Litiumutveckling av litiumjonbatterier orsakade av onormala infogningsvägar för litium

När du laddar ett litiumjonbatteri extraheras litiumjoner från den positiva elektroden och förs sedan in i den negativa elektroden genom elektrolyten. Men om gränsytan mellan de positiva och negativa elektroderna inte är i god kontakt kommer det att leda till att litiumjoner faller ut på ytan av den negativa elektroden. Detaljerna är som följer:

(1) Membran rynkor för att analysera litium

När avskiljaren är skrynklig på grund av sin egen kvalitet, efter att litiumjonerna i motsvarande position har avskalats från den positiva elektroden, kan de inte införas enhetligt i den negativa elektroden. Som ett resultat blir den negativa elektroden i motsvarande position antingen brun med otillräcklig litiuminterkalering eller så blir den Stripe-liknande litium med samma riktning för krympning.

(2) Deformation av battericellen för att analysera litium

När battericellens tjocklek är stor är den lätt att deformera. När deformationen är allvarlig kan det polstycke som motsvarar det deformerade läget för battericellen vara i dålig kontakt, vilket resulterar i det remsformade litiuminsättningsfattiga området i figuren ovan, vilket ibland åtföljs av analys. litium.

(3) Konventionell bildning och ingen varm- och kallpressning av litium före bildning

Om cellens tjocklek är relativt stor, även om den konventionella formningen utförs utan varm- och kallpressning efter vätskeinjektion, kommer gränssnittet inte att vara alltför problematiskt. För vissa tunna celler med en tjocklek som är mindre än 3 mm, om det inte finns någon fastklämning under bildningen och varm- och kallpressningen eller fixturbakningen glöms bort innan bildningen, blir gränssnittet mer eländigt.

Eftersom kontakten mellan tunna batterier är svår att stänga vid gränssnittet, om inget tryck appliceras på ytan före och under bildandet, kan formationsgasen inte tömmas helt ut och gränssnittskontakten kommer att påverkas, vilket resulterar i otillräcklig punktliknande litium insättning och punktliknande litiumutfällning.

4) Armaturen formas till litium utan tryck

Eftersom fixturformationen ofta åtföljs av SOC med hög ström och hög laddning är gasproduktionshastigheten snabbare och batteriets gränssnitt efter bildandet kommer att ha uppenbart gyllengul och positionen som motsvarar otillräcklig litiuminsättning kommer att se mer uppenbar ut. Oavsett om det är en tunn cell som inte är varm eller kallpressad före bildandet, eller en cell som borde ha bildats av fixturen men inte satt under tryck så länge problemet finns före avgasning, då är den lilla strömutmatningen med fixturen och bildning kan utföras igen. Gränssnittet har förbättrats avsevärt.

(5) Sammanfattning av litiumanalys:

När litiuminföringsvägen är onormal är den mest uppenbara gränssnittsavvikelsen hos battericellen det bruna otillräckliga litiuminsättningsområdet, följt av den lilla litiumutvecklingen i motsvarande position. På grund av de olika bildningsprocesserna och materialen kan fenomenet litiumutfällning orsakad av dålig gränssnittskontakt under bildningen skilja sig från ovanstående illustration.

4. Litiumutveckling av litiumjonbatteri orsakad av onormalt huvudmaterial

Under laddningsprocessen är litiumjonernas destination att tränga in i SEI-filmen och slutligen vara inbäddad i den negativa elektroden. Om det finns ett problem med SEI-filmen eller den negativa elektroden som orsakar att litiumjoner inte kan sättas in normalt, kan resultatet bara bli litiumutveckling.

(1) Litium krossas av den negativa elektroden

När komprimeringen av det negativa elektrodarket överskrider dess gräns, kommer litiumjoner att avsättas på ytan av den negativa elektroden när den negativa elektrodstrukturen krossas eller det inte finns tillräckligt med utrymme för insättning. Litiumutvecklingen orsakad av krossning av den negativa elektroden kan inte repareras som den dåliga kemiska kontakten, och det har en dödlig inverkan på batteriets kapacitet och cykel.

(2) Litiumutveckling orsakad av mindre elektrolyt

När batteriet injiceras med en liten mängd vätska eller åldringstiden efter injektionen är kort kan elektrolyten inte helt infiltrera den negativa elektroden, och positionen där infiltrationen inte är helt infiltrerad kommer att bilda en liten svart fläck med inget litium inbäddat som visas i figuren ovan. Det kan finnas liten litiumutveckling runt den svarta fläcken.

(3) Litiumutveckling med felaktig elektrolyt

Principen för litiumutveckling orsakad av denna anledning förstås inte helt av Wenwu. Man antar att elektrolyten och den negativa elektroden inte matchas, vilket gör att SEI-filmen blir för tjock eller ojämn, och sedan hindrar införandet av litiumjoner; eller elektrolyten kan inte helt infiltrera i den negativa elektroden, vilket orsakar svårigheter med litiumjoninsättning.

(4) Litiumutveckling orsakad av direkt separation utan att bildas

Om battericellen laddas direkt med en separat volym utan att bilda en liten ström kan SEI-filmen inte formas effektivt, vilket påverkar införandet av litiumjoner i den negativa elektroden och orsakar litiumutveckling under laddningsprocessen. Motsvarande litiumanalysbild är som en fläck som visas i figuren ovan.

(5) Vattenhalten överskrider standarden för analys av litium

En liten mängd vatten bidrar till bildandet av SEI-filmen, men när vattenhalten överstiger standarden, kommer den att reagera med litiumsaltet i elektrolyten och förstöra SEI-filmkompositionen, vilket påverkar införandet av litiumjoner i det negativa elektrod och bildar oregelbundenheterna i bilden ovan Brun område, ibland kommer det bruna området också att ske litiumutveckling.