Razones para el litio La evolución de las baterías de iones de litio es un fenómeno anormal extremadamente común en la industria de las baterías de litio.

Los diferentes estados de evolución del litio a menudo se corresponden con diferentes razones. Analizar las razones según el estado de evolución del litio puede mejorar el rendimiento del producto.

Desde una perspectiva general, las razones de la evolución del litio en las baterías de iones de litio se dividen en cinco categorías: evolución del litio provocada por un margen de electrodo negativo insuficiente; evolución de litio provocada por el mecanismo de carga; evolución de litio causada por una ruta de inserción anormal de litio; evolución de litio causada por material principal anormal; Depósito de litio en un lugar fijo causado por razones especiales. La siguiente es una explicación de las razones específicas de la evolución del litio por las cinco categorías de razones anteriores.

1. Evolución de litio de las baterías de iones de litio causada por un margen de electrodo negativo insuficiente

Una vez que los iones de litio se liberan del electrodo positivo durante la carga, deben tener un destino. En términos generales, el destino es estar incrustado en el electrodo negativo, pero cuando el electrodo negativo es insuficiente y el electrodo negativo puede insertar iones de litio menos que los iones de litio desintercalados del electrodo positivo, los iones de litio solo pueden precipitarse en la superficie del negativo. electrodo. Un electrodo negativo en exceso insuficiente puede considerarse la causa más común de precipitación de litio.

Según la posición del exceso de electrodo negativo insuficiente, se puede subdividir en los siguientes tres grupos de condiciones de análisis de litio:

(1) Evolución de litio con exceso insuficiente de ánodo convencional

Cuando el electrodo negativo es excesivamente insuficiente, no hay suficiente espacio para que los iones de litio se inserten desde el electrodo positivo al electrodo negativo. Por lo tanto, solo se puede formar y precipitar litio metálico en la superficie del electrodo negativo. Debido a que el grado de exceso insuficiente del electrodo negativo es generalmente uniforme, y los iones de litio extraídos del electrodo positivo también llegan uniformemente al electrodo negativo, la evolución de litio causada por el electrodo negativo insuficiente también es una capa uniforme. La severidad del desprendimiento de litio está relacionada con el exceso insuficiente de electrodos negativos. El grado está estrechamente relacionado, cuanto mayor es el grado de exceso y deficiencia, más grave es la precipitación de litio.

(2) Análisis de litio sobre yin y yang

Cuando una celda de batería está recubierta con un recubrimiento pesado en un lado del electrodo positivo o ligeramente recubierto en un lado del electrodo negativo, hará que el litio en ambos lados del electrodo negativo de la celda de la batería deposite litio en el otro lado. , que se conoce comúnmente como el lado Yin y Yang. La interfaz de la celda del ánodo y el cátodo en el lado que genera litio es exactamente la misma que la del electrodo negativo con litio en exceso o insuficiente, mientras que el otro lado es de color amarillo dorado (para el ánodo de grafito).

(3) La cabeza del electrodo positivo está recubierta sin diluir el litio.

Si la cabeza del electrodo positivo no se adelgaza durante el recubrimiento, el apósito en la posición de la cabeza del electrodo positivo puede ser más grueso, por lo que habrá una cantidad excesiva e insuficiente correspondiente a la cabeza del electrodo negativo, resultando en una tira de la cabeza negativa. Analiza el litio.

2. Expulsión de litio de baterías de iones de litio fabricadas incorrectamente por cargadores

Dado que la evolución del litio ocurre durante la etapa de carga, el cambio en el mecanismo de carga también debe ser una de las razones de la evolución del litio. La siguiente es una lista de varios casos de evolución del litio debido al mecanismo de carga:

(1) Precipitación de litio por carga a baja temperatura

La razón de la precipitación de litio durante la carga a baja temperatura es que la resistencia de inserción de litio del electrodo negativo a bajas temperaturas es significativamente mayor que la del electrodo positivo. Aunque los iones de litio pueden eliminarse del electrodo positivo con relativa rapidez a bajas temperaturas, no pueden insertarse en el electrodo negativo a tiempo, provocando así precipitación. litio.

(2) Análisis de litio mediante carga de alta velocidad

Si la carga a temperatura ambiente aumenta ciegamente la velocidad de carga, el electrodo negativo también causará precipitación de litio debido a la incapacidad de completar rápidamente la inserción de litio. Bajo el diseño de tipo de capacidad convencional, la tasa de carga máxima que la celda de la batería puede soportar es de aproximadamente 1C ~ 1.5C. Si el producto necesita aumentar aún más la corriente de carga durante el uso, entonces se requiere un diseño especial de la pieza polar y el electrolito. De lo contrario, cuanto mayor sea la tasa de carga, más grave será la evolución del litio.

(3) Sobrecarga de litio

Cuando el voltaje de carga o la capacidad de carga de la batería excede en gran medida el valor de diseño, se extraerán más iones de litio en exceso del electrodo positivo. Dado que el electrodo negativo está diseñado, no hay espacio para estos iones de litio en exceso. El litio es inevitable. Durante la sobrecarga, la desintercalación de los iones de litio del electrodo positivo es uniforme y no varía con la posición de la pieza polar, por lo que la evolución de litio provocada por la sobrecarga también es una capa uniforme.

3. Evolución del litio de las baterías de iones de litio causada por rutas de inserción de litio anormales

Al cargar una batería de iones de litio, los iones de litio se extraen del electrodo positivo y luego se insertan en el electrodo negativo a través del electrolito. Sin embargo, si la interfaz entre los electrodos positivo y negativo no está en buen contacto, hará que los iones de litio se precipiten en la superficie del electrodo negativo. Los detalles son los siguientes:

(1) Arrugas del diafragma para analizar el litio

Cuando el separador está arrugado debido a su propia calidad, después de que los iones de litio en la posición correspondiente se desintercalan del electrodo positivo, no pueden insertarse uniformemente en el electrodo negativo. Como resultado, el electrodo negativo en la posición correspondiente se volverá marrón con una intercalación de litio insuficiente o se convertirá en litio tipo Stripe con la misma dirección de rizado.

(2) Deformación de la celda de la batería para analizar el litio.

Cuando el grosor de la celda de la batería es grande, es fácil de deformar. Cuando la deformación es grave, la pieza polar correspondiente a la posición deformada de la celda de la batería puede estar en mal contacto, dando como resultado la zona de mala inserción de litio en forma de tira en la figura anterior, que ocasionalmente irá acompañada de análisis. litio.

(3) Formación convencional y sin prensado en caliente y en frío de litio antes de la formación

Si el espesor de la celda es relativamente grande, incluso si la formación convencional se lleva a cabo sin prensado en caliente y en frío después de la inyección de líquido, la interfaz no será demasiado problemática. Sin embargo, para algunas celdas delgadas con un espesor de menos de 3 mm, si no hay sujeción durante la formación, y el prensado en caliente y en frío o el horneado del accesorio se olvidan antes de la formación, la interfaz será más miserable.

Dado que el contacto entre baterías delgadas es difícil de cerrar en la interfaz, si no se aplica presión a la superficie antes y durante la formación, el gas de formación no se puede descargar completamente y el contacto de la interfaz se verá afectado, lo que dará como resultado una cantidad insuficiente de litio puntual. inserción y precipitación puntual de litio.

4) El accesorio se forma en litio sin presión

Dado que la formación del accesorio suele ir acompañada de alta corriente y alta carga de SOC, la tasa de producción de gas durante la formación es más rápida, y la interfaz de la batería después de la formación tendrá un amarillo dorado obvio, y la posición correspondiente a la inserción insuficiente de litio parecerá más obvia. Ya sea que se trate de una celda delgada que no se prensó en caliente o en frío antes de la formación, o una celda que debería haber sido formada por el accesorio pero no presurizada, siempre que el problema se encuentre antes de la desgasificación, entonces la pequeña descarga de corriente con el accesorio y el la formación se puede realizar de nuevo. La interfaz se ha mejorado significativamente.

(5) Resumen del análisis de litio:

Cuando la ruta de inserción de litio es anormal, la anomalía de la interfaz más obvia de la celda de la batería es el área de inserción de litio insuficiente de color marrón, seguida de una ligera evolución de litio en la posición correspondiente. Debido a los diferentes procesos y materiales de formación, el fenómeno de precipitación de litio causado por un contacto deficiente de la interfaz durante la formación puede ser diferente al de la ilustración anterior.

4. Evolución de litio de la batería de iones de litio causada por material principal anormal

Durante el proceso de carga, el destino de los iones de litio es penetrar la película SEI y finalmente ser incrustados en el electrodo negativo. Si hay un problema con la película SEI o el electrodo negativo que hace que los iones de litio no puedan insertarse normalmente, entonces el resultado solo puede ser evolución de litio.

(1) El litio es aplastado por el electrodo negativo

Cuando la compactación de la hoja del electrodo negativo excede su límite, los iones de litio se depositarán en la superficie del electrodo negativo cuando la estructura del electrodo negativo se aplasta o no hay suficiente espacio para la inserción. La evolución de litio provocada por el aplastamiento del electrodo negativo no es reparable como el mal contacto químico, y tiene un impacto fatal en la capacidad y ciclo de la batería.

(2) Evolución de litio causada por menos electrolitos

Cuando la batería se inyecta con una pequeña cantidad de líquido o el tiempo de envejecimiento después de la inyección es corto, el electrolito no podrá infiltrar completamente el electrodo negativo, y la posición donde la infiltración no se infiltra completamente formará una pequeña mancha negra con sin litio incrustado como se muestra en la figura anterior. Puede haber una ligera evolución de litio alrededor de la mancha negra.

(3) Evolución de litio con electrolitos no coincidentes

Wenwu no comprende completamente el principio de evolución del litio causado por esta razón. Se supone que el electrolito y el electrodo negativo no coinciden, lo que hace que la película SEI sea demasiado gruesa o desigual, y luego dificulta la inserción de iones de litio; o el electrolito no se puede infiltrar completamente en el electrodo negativo, lo que dificulta la inserción de iones de litio.

(4) Evolución de litio causada por separación directa sin formarse

Si la celda de la batería se carga directamente con un volumen separado sin formar una pequeña corriente, la película SEI no se puede formar de manera efectiva, lo que afectará la inserción de iones de litio en el electrodo negativo y provocará la evolución de litio durante el proceso de carga. La imagen de análisis de litio correspondiente es como un punto como se muestra en la figura anterior.

(5) El contenido de agua excede el estándar para analizar litio

Una pequeña cantidad de agua contribuye a la formación de la película de SEI, pero cuando el contenido de agua excede el estándar, reaccionará con la sal de litio en el electrolito y destruirá la composición de la película de SEI, afectando así la inserción de iones de litio en el negativo. electrodo y formando las irregularidades en la imagen de arriba Zona marrón, a veces en la zona marrón también se producirá evolución de litio.