Lithium batterij overcharge meganisme en anty-overcharge maatregels(2)

Yn dit papier wurdt de oerladenprestaasjes fan in 40Ah-tasbatterij mei positive elektrodes NCM111 + LMO ûndersocht troch eksperiminten en simulaasjes.De oerladingsstromen binne respektivelik 0,33C, 0,5C en 1C.De batterij grutte is 240mm * 150mm * 14mm.(berekkene neffens de nominearre spanning fan 3.65V, syn folume spesifike enerzjy is sawat 290Wh / L, dat is noch relatyf leech)

De spanning, temperatuer en ynterne ferset feroarings tidens de overcharge proses wurde werjûn yn Picture 1. It kin rûchwei ferdield yn fjouwer stadia:

De earste etappe: 1

De twadde etappe: 1.2

De tredde etappe: 1.4

De fjirde etappe: SOC> 1.6, de ynterne druk fan 'e batterij is grutter as de limyt, de behuizing brekt, it diafragma krimpt en ferfoarmet, en de batterij thermyske runaway.In koartsluting komt foar yn 'e batterij, in grutte hoemannichte enerzjy wurdt fluch frijlitten, en de temperatuer fan' e batterij rint skerp op nei 780 ° C.

图3

图4

De waarmte opwekt tidens de overcharge proses omfiemet: omkearbere entropy waarmte, Joule waarmte, gemyske reaksje waarmte en waarmte útbrocht troch ynterne koartsluting.De waarmte fan gemyske reaksje omfettet de waarmte frijjûn troch de ûntbining fan Mn, de reaksje fan metalen lithium mei de elektrolyt, de oksidaasje fan 'e elektrolyt, de ûntbining fan' e SEI-film, de ûntbining fan 'e negative elektrode en de ûntbining fan' e positive elektrodes (NCM111 en LMO).Tabel 1 toant de entalpy feroaring en aktivearring enerzjy fan elke reaksje.(Dit artikel negearret side-reaksjes fan binders)

图5

Ofbylding 3 is in fergeliking fan 'e waarmtegeneraasjetempo by oerladen mei ferskate oplaadstromen.De folgjende konklúzjes kinne wurde lutsen út Picture3:

1) As de oplaadstroom tanimt, giet de termyske runaway-tiid foarút.

2) De waarmteproduksje by oerladen wurdt dominearre troch Joule-waarmte.SOC<1.2, de totale waarmteproduksje is yn prinsipe gelyk oan Joule waarmte.

3) Yn de twadde etappe (1

4) SOC> 1.45, de waarmte frijjûn troch de reaksje fan metalen lithium en elektrolyt sil Joule waarmte grutter meitsje.

4(De beskriuwingen yn 4 en 5 yn 'e literatuer binne wat ynkonsekwint mei de foto's, en de plaatsjes hjir sille foarrang jaan en binne oanpast.)

6) Tidens it oerladenproses binne de reaksje fan metaallithium mei de elektrolyt en de oksidaasje fan 'e elektrolyt de wichtichste reaksjes.

图6

Troch de boppesteande analyse binne it oksidaasjepotential fan 'e elektrolyt, de kapasiteit fan' e negative elektrode, en de begjintemperatuer fan thermyske runaway de trije wichtige parameters foar overladen.Ofbylding 4 toant de ynfloed fan trije wichtige parameters op prestaasje fan tefolle lading.It kin sjoen wurde dat de ferheging fan it oksidaasjepotential fan 'e elektrolyt de oerladingsprestaasjes fan' e batterij sterk ferbetterje kin, wylst de kapasiteit fan 'e negative elektrodes net folle ynfloed hat op' e oerladingsprestaasjes.(Mei oare wurden, de heechspanningselektrolyt helpt om de oerladingsprestaasjes fan 'e batterij te ferbetterjen, en it fergrutsjen fan de N / P-ferhâlding hat net folle effekt op' e oerladingsprestaasjes fan 'e batterij.)

Referinsjes

D. Ren et al.Journal of Power Sources 364 (2017) 328-340


Post tiid: Dec-15-2022