וואָס איז באַטערי קאַפּאַסיטי דערנידעריקונג מעקאַניזאַם?

וואָס איז באַטערי קאַפּאַסיטי דערנידעריקונג מעקאַניזאַם?

ענדערונג אין מאַטעריאַל סטרוקטור

די דערווייַל מערסט וויידלי געוויינט קאַטאָוד מאַטעריאַלס אַרייַננעמען די כעקסאַגאַנאַל שיכטע סטרוקטור פון לימאָ2 (ווו M= קאָו, ני, מן), די ספּינעל סטרוקטור פון לימנ2אָ4, און די אָליווינע סטרוקטור פון ליפעפּאָ4. רעגאַרדלעסס פון די סטרוקטור, ווען ליטהיום ייאַנז דעינטערקאַלייט פון די קאַטאָוד, צו האַלטן די עלעקטריקאַל שטאַט אין דעם מאַטעריאַל, די מעטאַל עלעמענט איז ינעוואַטאַבלי אַקסאַדייזד צו אַ העכער וואַלענסע שטאַט, וואָס איז באגלייט דורך אַ פאַסע יבערגאַנג פּראָצעס. פאַסע טראַנזישאַנז אָפט פירן צו פאַסע שיפץ, אַזוי ווי ליטהיום ייאַנז קאַנטיניואַסלי ינטערקאַלייט און דעינטערקאַלייט אין דעם מאַטעריאַל, די פאַסע ענדערונג האלט, און אין די לאַנג לויפן, עס וועט זיין אַ סאַקאָנע צו די קריסטאַל פעסטקייַט. קאַמפּערד מיט די אַנאָוד, די אַניקוואַל ריווערסאַבאַל קאַפּאַציטעט געפֿירט דורך פאַסע שיפץ און ענדערונגען אין די פאַרנעם סטרוקטור פון די קאַטאָוד מאַטעריאַל האט אַ באַטייטיק פּראַל אויף די באַטאַרייע לעבן. גראַפיטע האט אַ לייערד סטרוקטור. ווען עס איז עטלעכע לייַערס דיק, ליטהיום ייאַנז ינטערקאַלייט אין די ינטערלייַערס בעשאַס באַטאַרייע טשאַרדזשינג און פאַרבינדן מיט עלעקטראָנס טראַנספּאָרטאַד פון די פונדרויסנדיק קרייַז צו פאָרעם ליטהיאַטעד גראַפייט, און די ינטערלייַער ספּייסינג ינקריסיז אין דעם צייַט; בעשאַס אָפּזאָגן, ליטהיום ייאַנז לאָזן די גראַפייט ינטערלייַערס און מעלדונג עלעקטראָנס צו די פונדרויסנדיק קרייַז, אַנדערגאָוינג אַ דיינטערקאַליישאַן און אַקסאַדיישאַן אָפּרוף, און די ינטערלייער ספּייסינג דיקריסאַז אין דעם צייט.

דיסאַלושאַן פון אַקטיוו מאַטעריאַל

די דיסאַלושאַן פון קאַטאָוד מאַטעריאַל רעפערס צו דעם פּראָצעס ווו די אַקטיוו מאַטעריאַל ביסלעכווייַז דיקריסאַז רעכט צו קעראָוזשאַן אין די עלעקטראָליטע. די דיסאַלושאַן פון קאַטאָוד מאַטעריאַל אין הויך טעמפּעראַטורעס איז איינער פון די סיבות פֿאַר באַטאַרייע קאַפּאַציטעט פאַרפוילן, ספּעציעל מיט אַ גרעסערע פּראַל אויף די ציקל פאָרשטעלונג און סטאָרידזש פאָרשטעלונג פון באַטעריז אין הויך טעמפּעראַטורעס. די דיסאַלושאַן פון יבערגאַנג מעטאַלס ​​אונטער זיכער טנאָים איז אַ פּראָבלעם וואָס יגזיסץ אין אַלע LiMO2 קאַטאָוד מאַטעריאַלס. די הויפּט סיבות וואָס די דיסאַלושאַן פון אַקטיוו מאַטעריאַל פירט צו די דיטיריעריישאַן פון באַטאַרייע פאָרשטעלונג זענען: $\\textcircled{1}$ די דיסאַלושאַן פון מעטאַל עלעמענטן פירט גלייַך צו די רעדוקציע פון ​​אַקטיוו מאַטעריאַל, קאָזינג באַטאַרייע קאַפּאַציטעט אָנווער; $\\textcircled {2}$ די צעלאָזן פון קאַטאָוד מאַטעריאַל ז די דערנידעריקונג פון די מאַטעריאַל סטרוקטור און די פאָרמירונג פון כעמיש ינאַקטיוו סאַבסטאַנסיז אויף די ייבערפלאַך פון די פּאַרטיקאַלז, וואָס כינדערז די אַריבערפירן פון ליטהיום ייאַנז אין די ילעקטראָוד מאַטעריאַל; $\\textcircled{3}$ די סאָלווייטיד מעטאַל ייאַנז קאַנטיינד אין די עלעקטראָליטע מייגרייט צו די אַנאָוד אין די עלעקטראָליטע און שטעלן זיך אויף די אַנאָוד ייבערפלאַך אין די פאָרעם פון מעטאַל אָדער זאַלץ אונטער נידעריק פּאָטענציעל, און די דיפּאַזאַץ ינעוואַטאַבלי ווירקן די פעסטקייַט און גרעב פון די SEI פילם אויף די אַנאָוד ייבערפלאַך, לידינג צו געוואקסן ילעקטראָוד ייבערפלאַך פּאָולעראַזיישאַן און געוואקסן באַטאַרייע ינערלעך קעגנשטעל. דעריבער, די ווירקונג פון אַקטיוו מאַטעריאַל דיסאַלושאַן אויף די עלעקטראָליטע קומט ניט בלויז פון דיסאַלושאַן אָבער אויך פון מער אַדווערס יפעקס געפֿירט דורך די דיסאַלושאַן פון יבערגאַנג מעטאַלס.

קאַנסאַמשאַן פון ליטהיום ייאַנז

אין די פּלאַן פון ליטהיום-יאָן באַטעריז, די קאַפּאַציטעט פון די באַטאַרייע איז בכלל אַ ביסל מער ווי אַז פון די קאַטאָוד, און די ריסייקלאַבאַל ליטהיום ייאַנז זענען אויך צוגעשטעלט דורך די קאַטאָוד. דעריבער, די ריווערסאַבאַל ינטערקאַליישאַן און דיינטערקאַליישאַן פון ליטהיום ייאַנז צווישן די קאַטאָוד און אַנאָוד באַשטימען די באַטאַרייע קאַפּאַציטעט. בעשאַס דער ערשטער אָפּצאָל און אָפּזאָגן פּראָצעס, אַ SEI פילם איז געשאפן אויף די אַנאָוד ייבערפלאַך. די הויפּט קאַמפּאָונאַנץ פון דעם פּאַסיוויישאַן פילם זענען פאַרשידן ינאָרגאַניק סאַבסטאַנסיז אַזאַ ווי Li2CO3, LiF, Li2O, LiOH און פאַרשידן אָרגאַניק קאַמפּאָונאַנץ אַזאַ ווי ROCO2Li, ROLi און (ROCO2)2Li. אזוי, עטלעכע ליטהיום ייאַנז זענען קאַנסומד, און דעם קאַפּאַציטעט אָנווער איז יריווערסאַבאַל. די פאָרשטעלונג פון די אַנאָוד איז העכסט שייַכות צו די מאָרפאָלאָגי און פעסטקייַט פון די SEI פילם, און די פיייקייט צו פאָרעם אַ סטאַביל SEI פילם אויף די אַנאָוד ייבערפלאַך האט אַ ניט - נעגלאַדזשאַבאַל פּראַל אויף באַטאַרייע פאָרשטעלונג. די פאָרמירונג פון די SEI פילם קאַנסומז די לימיטעד ליטהיום ייאַנז אין די באַטאַרייע. אויב די SEI פילם איז קאַנטיניואַסלי דאַמידזשד בעשאַס די ציקל, די אַקסאַדיישאַן אָפּרוף ביי די אַנאָוד / עלעקטראָליטע צובינד וועט קאַנטיניואַסלי פאַלן צו פאָרעם אַ נייַ SEI פילם. דער פּראָצעס קאַנסומז די לימיטעד ליטהיום ייאַנז צוגעשטעלט דורך די קאַטאָוד אין די סיסטעם, און די רעדוקציע פון ​​אַקטיוו ליטהיום ייאַנז פירט צו קאַפּאַציטעט פאַרפוילן. די רעדוקציע פון ​​ליטהיום ייאַנז אין די עלעקטראָליטע פירט צו אַ פאַרקלענערן אין די קאַנדאַקטיוואַטי פון די עלעקטראָליטע, און די אָנווער פון ליטהיום ייאַנז אין די קאַטאָוד מאַטעריאַל ז אַ ימבאַלאַנס צווישן די צוויי ילעקטראָודז פון די באַטאַרייע.

פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל

בעשאַס די לאַנג-טערמין סייקלינג פון די באַטאַרייע, די פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל איז אויך אַ וויכטיק סיבה פֿאַר קאַפּאַציטעט פאַרפוילן. עס זענען פילע סיבות פֿאַר די פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל, דער הויפּט פֿון צוויי אַספּעקץ: $\\textcircled{1}$ די אַקסאַדיישאַן אָפּרוף אַקערז ביי די ילעקטראָוד / עלעקטראָליטע צובינד אין די עלעקטראָליטע פירט צו אַ פאַרגרעסערן אין די ייבערפלאַך פילם קעגנשטעל פון די ילעקטראָוד, און די ינסטאַביליטי פון די אַנאָוד SEI פילם, קאַנטיניואַסלי פאָרמינג נייַ ייבערפלאַך פילמס בעשאַס די באַטאַרייע פּאָלאַריזאַטיאָן ציקל, אאז"ו ו. $\\textcircled{2}$ די דיסאַלושאַן פון מעטאַל ייאַנז אין די קאַטאָוד אין די עלעקטראָליטע, און די צעלאָזן ייאַנייזד מעטאַל ייאַנז מייגרייט צו די אַנאָוד דורך די עלעקטראָליטע און אַוועקלייגן אויף די אַנאָוד ייבערפלאַך אין די פאָרעם פון מעטאַל אָדער זאַלץ, ריזאַלטינג אין אַ געוואקסן ילעקטראָוד פּאָולעראַזיישאַן. אין דערצו, פאָרשונג האט אויך פּראָווען אַז די קעראָוזשאַן פון די קראַנט קאַלעקטער קענען אויך פירן צו אַ פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל, אָבער דעם ווירקונג איז לעפיערעך קליין אונטער די האַנאָכע פון ​​פּרעטרעאַטמענט פון די קראַנט קאַלעקטער. די פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל פירט צו אַ פאַרקלענערן אין ענערגיע געדיכטקייַט און קאַפּאַציטעט, ספּעציעל פֿאַר די אַנאָוד, דער אָפּרוף אין די ילעקטראָוד / עלעקטראָליטע צובינד איז די הויפּט סיבה פֿאַר אַנאָוד יידזשינג.