Årsaker til litiumutvikling av litiumionbatterier er et ekstremt vanlig unormalt fenomen i litiumbatteriindustrien.

Ulike litium evolusjonstilstander tilsvarer ofte forskjellige årsaker. Å analysere årsakene i henhold til litium-evolusjonstilstanden kan forbedre produktutbyttet.

Fra et generelt perspektiv er årsakene til litiumutvikling i litiumionbatterier delt inn i fem kategorier: litiumutvikling forårsaket av utilstrekkelig negativ elektrodemargin; litiumutvikling forårsaket av lademekanisme; litiumutvikling forårsaket av unormal innføring av litium; litiumutvikling forårsaket av unormalt hovedmateriale; Litiumavsetning på et fast sted forårsaket av spesielle årsaker. Følgende er en forklaring på de spesifikke årsakene til litiumutviklingen av de ovennevnte fem kategorier av årsaker.

1. Litiumutvikling av litiumionbatterier forårsaket av utilstrekkelig negativ elektrodemargin

Etter at litiumioner er frigjort fra den positive elektroden under lading, må de ha et mål. Generelt sett er skjebnen å være innebygd i den negative elektroden, men når den negative elektroden er utilstrekkelig og den negative elektroden kan sette inn litiumioner mindre enn de positive elektrode-avkalkede litiumionene, kan litiumioner bare utfelles på overflaten av det negative elektrode. Utilstrekkelig overskudd negativ elektrode kan betraktes som den vanligste årsaken til litiumutfelling.

I henhold til posisjonen til utilstrekkelig negativt elektrodeoverskudd, kan den deles inn i følgende tre grupper av litiumanalysebetingelser:

(1) Litiumutvikling med utilstrekkelig overskudd av konvensjonell anode

Når den negative elektroden er for utilstrekkelig, er det ikke nok plass til at litiumionene kan settes inn fra den positive elektroden til den negative elektroden. Derfor kan bare metallisk litium dannes og utfelles på overflaten av den negative elektroden. Fordi graden av utilstrekkelig overskudd av den negative elektroden generelt er jevn, og litiumionene ekstrahert fra den positive elektroden også kommer jevnt til den negative elektroden, er litiumutviklingen forårsaket av den utilstrekkelige negative elektroden også et jevnt lag. Alvorlighetsgraden av litiumutvikling er relatert til utilstrekkelig negativ overskudd av elektroder. Graden er nært beslektet, jo høyere grad av overskudd og mangel, jo mer alvorlig er litiumutfellingen.

(2) Litiumanalyse på yin og yang

Når en battericelle er belagt med tungt belegg på den ene siden av den positive elektroden eller lett belagt på den ene siden av den negative elektroden, vil det føre til at litium på begge sider av den negative elektroden til battericellen avsetter litium på den andre siden. , som er kjent som Yin og Yang side. Grensesnittet til anoden og katodecellen på den litiumutviklende siden er nøyaktig den samme som den negative elektroden med overskudd eller utilstrekkelig litium, mens den andre siden er gylden gul (for grafittanode).

(3) Det positive elektrodehodet er belagt uten å tynne ut litium

Hvis det positive elektrodehodet ikke tynnes under belegg, kan bandasjen ved den positive elektrodehodeposisjonen være tykkere, slik at det vil være overdreven og utilstrekkelig tilsvarende det negative elektrodehodet, noe som resulterer i en stripe av det negative hodet. Analyser litium.

2. Litiumutkast av litiumionbatterier som er produsert på feil måte av ladere

Siden utviklingen av litium skjer under ladetrinnet, må endringen i lademekanismen også være en av årsakene til utviklingen av litium. Følgende er en liste over flere tilfeller av litiumutvikling på grunn av lademekanismen:

(1) Litiumnedbør ved lading ved lav temperatur

Årsaken til litiumutfelling under ladning ved lav temperatur er at motstanden til litiuminnføring av den negative elektroden ved lave temperaturer er betydelig større enn den for den positive elektroden. Selv om litiumioner kan fjernes fra den positive elektroden relativt raskt ved lave temperaturer, kan de ikke settes inn i den negative elektroden i tide, og forårsaker utfelling. litium.

(2) Litiumanalyse ved høy hastighetslading

Hvis lading ved romtemperatur øker ladningshastigheten blindt, vil den negative elektroden også føre til litiumutfelling på grunn av manglende evne til å fullføre litiuminnsatsen raskt. Under den konvensjonelle kapasitetstypedesignen er den maksimale ladningshastigheten som battericellen tåler omtrent 1C ~ 1,5C. Hvis produktet trenger å øke ladestrømmen ytterligere under bruk, kreves det en spesiell utforming av polstykket og elektrolytten. Ellers, jo større ladningshastighet, jo mer alvorlig vil litiumutviklingen være.

(3) Litiumoverladning

Når ladespenningen eller ladekapasiteten til batteriet i stor grad overstiger designverdien, vil mer overskudd av litiumioner bli ekstrahert fra den positive elektroden. Siden den negative elektroden er designet, er det ikke plass til disse overflødige litiumionene. Litium er uunngåelig. Under overladning er avinterkalering av litiumioner fra den positive elektroden jevn og varierer ikke med posisjonen til polstykket, så litiumutviklingen forårsaket av overladning er også et jevnt lag.

3. Litiumutvikling av litiumionbatterier forårsaket av unormale innstikkveier for litium

Når du lader et litiumionbatteri, ekstraheres litiumioner fra den positive elektroden og settes deretter inn i den negative elektroden gjennom elektrolytten. Imidlertid, hvis grensesnittet mellom de positive og negative elektrodene ikke er i god kontakt, vil det føre til at litiumioner faller ut på overflaten av den negative elektroden. Detaljer er som følger:

(1) Membran rynker for å analysere litium

Når separatoren er rynket på grunn av sin egen kvalitet, etter at litiumionene i den tilsvarende posisjonen er deinterkalert fra den positive elektroden, kan de ikke settes jevnt inn i den negative elektroden. Som et resultat vil den negative elektroden i den tilsvarende posisjonen enten bli brun med utilstrekkelig litiuminterkalkasjon, eller den vil bli Stripe-lignende litium med samme retning av krymping.

(2) Deformasjon av battericellen for å analysere litium

Når tykkelsen på battericellen er stor, er den lett å deformere. Når deformasjonen er alvorlig, kan polstykket som tilsvarer den deformerte posisjonen til battericellen være i dårlig kontakt, noe som resulterer i at det stripeformede litiuminnsettingsområdet er dårlig i figuren ovenfor, som av og til vil bli ledsaget av analyse. litium.

(3) Konvensjonell formasjon og ingen varm- og kaldpressing av litium før dannelse

Hvis tykkelsen på cellen er relativt stor, selv om den konvensjonelle formasjonen utføres uten varm- og kaldpressing etter væskeinjeksjon, vil ikke grensesnittet være for problematisk. For noen tynne celler med en tykkelse på mindre enn 3 mm, hvis det ikke er noen fastklemming under dannelsen, og varm- og kaldpressing eller fastbake-bakingen glemmes før formasjonen, vil grensesnittet være mer elendig.

Siden kontakten mellom tynne batterier er vanskelig å lukke ved grensesnittet, kan ikke formasjonsgassen tømmes fullstendig hvis overflaten ikke blir påført før og under formasjonen, og kontaktflaten vil bli påvirket, noe som resulterer i utilstrekkelig punktlignende litium innsetting og punktlignende litiumnedbør.

4) Armaturen formes til litium uten trykk

Siden festedannelsen ofte ledsages av høy strøm og høy ladning SOC, er gassproduksjonen under formasjonen raskere, og batterigrensesnittet etter formasjonen vil ha åpenbar gylden gul, og posisjonen som tilsvarer utilstrekkelig litiuminnføring vil se mer åpenbar ut. Enten det er en tynn celle som ikke er varm eller kaldpresset før formasjonen, eller en celle som burde ha blitt dannet av armaturet, men ikke under trykk, så lenge problemet er funnet før avgassing, så utløses den lille strømmen med armaturet og formasjon kan utføres igjen. Grensesnittet er forbedret betydelig.

(5) Sammendrag av litiumanalyse:

Når litiuminnføringsbanen er unormal, er den mest åpenbare grensesnittabnormiteten til battericellen det brune utilstrekkelige litiuminnsettingsområdet, etterfulgt av den lille litiumutviklingen i den tilsvarende posisjonen. På grunn av forskjellige dannelsesprosesser og materialer kan fenomenet litiumutfelling forårsaket av dårlig kontaktflate under dannelsen være forskjellig fra illustrasjonen ovenfor.

4. Litiumutvikling av litiumionbatteri forårsaket av unormalt hovedmateriale

Under ladeprosessen er målet for litiumioner å trenge gjennom SEI-filmen og til slutt bli innebygd i den negative elektroden. Hvis det er et problem med SEI-filmen eller den negative elektroden som forårsaker at litiumionene ikke kan settes inn normalt, kan resultatet bare være litiumutvikling.

(1) Litium knuses av den negative elektroden

Når komprimeringen av det negative elektrodearket overskrider grensen, vil litiumioner bli avsatt på overflaten av den negative elektroden når den negative elektrodestrukturen blir knust eller det ikke er nok plass til innsetting. Litiumutviklingen forårsaket av knusing av den negative elektroden kan ikke repareres som den dårlige kjemiske kontakten, og den har en dødelig innvirkning på batteriets kapasitet og syklus.

(2) Litiumutvikling forårsaket av mindre elektrolytt

Når batteriet injiseres med en liten mengde væske eller aldringstiden etter injeksjonen er kort, vil ikke elektrolytten være i stand til å infiltrere den negative elektroden helt, og posisjonen der infiltrasjonen ikke er fullstendig infiltrert vil danne en liten svart flekk med ingen litium innebygd som vist i figuren ovenfor. Det kan være liten litiumutvikling rundt den svarte flekken.

(3) Litiumutvikling med uoverensstemmende elektrolytt

Prinsippet om litiumutvikling forårsaket av denne årsaken er ikke fullstendig forstått av Wenwu. Man antar at elektrolytten og den negative elektroden ikke samsvarer, noe som får SEI-filmen til å være for tykk eller ujevn, og deretter hindrer innsetting av litiumioner; eller elektrolytten kan ikke helt infiltrere i den negative elektroden, noe som forårsaker problemer med innsetting av litiumion.

(4) Litiumutvikling forårsaket av direkte separasjon uten å bli dannet

Hvis battericellen er direkte ladet med et separat volum uten å danne en liten strøm, kan ikke SEI-filmen formes effektivt, noe som vil påvirke innsettingen av litiumioner i den negative elektroden og forårsake litiumutvikling under ladeprosessen. Det tilsvarende litiumanalysebildet er som et sted som vist i figuren ovenfor.

(5) Vanninnholdet overstiger standarden for å analysere litium

En liten mengde vann bidrar til dannelsen av SEI-filmen, men når vanninnholdet overstiger standarden, vil det reagere med litiumsaltet i elektrolytten og ødelegge SEI-filmsammensetningen, og derved påvirke innsettingen av litiumioner i det negative elektrode og danner uregelmessighetene i ovenstående bilde Brunt område, noen ganger vil det brune området også forekomme litiumutvikling.