ກົນໄກການ overcharge ຫມໍ້ໄຟ Lithium ແລະມາດຕະການຕ້ານການ overcharge (2)

ໃນເອກະສານສະບັບນີ້, ປະສິດທິພາບການສາກເກີນຂອງແບັດເຕີລີຖົງ 40Ah ທີ່ມີ electrode NCM111+LMO ບວກຖືກສຶກສາໂດຍຜ່ານການທົດລອງແລະການຈໍາລອງ.ກະແສໄຟຟ້າເກີນແມ່ນ 0.33C, 0.5C ແລະ 1C, ຕາມລໍາດັບ.ຂະຫນາດຫມໍ້ໄຟແມ່ນ 240mm * 150mm * 14mm.(ຄິດ​ໄລ່​ຕາມ​ການ​ຈັດ​ອັນ​ດັບ​ແຮງ​ດັນ​ຂອງ 3.65V​, ປະ​ລິ​ມານ​ພະ​ລັງ​ງານ​ສະ​ເພາະ​ຂອງ​ຕົນ​ແມ່ນ​ກ່ຽວ​ກັບ​ການ 290Wh/L​, ເຊິ່ງ​ແມ່ນ​ຂ້ອນ​ຂ້າງ​ຕ​່​ໍ​າ​)

ການປ່ຽນແປງແຮງດັນ, ອຸນຫະພູມແລະຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ overcharge ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1. ມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນສີ່ຂັ້ນຕອນ:

ໄລຍະທຳອິດ: 1

ຂັ້ນຕອນທີສອງ: 1.2

ຂັ້ນຕອນທີສາມ: 1.4

ຂັ້ນ​ຕອນ​ທີ​ສີ່​: SOC​>1.6​, ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ພາຍ​ໃນ​ຂອງ​ຫມໍ້​ໄຟ​ເກີນ​ກໍາ​ນົດ​, ruptures casing​, diaphragm ຫົດ​ຕົວ​ແລະ​ຜິດ​ປົກ​ກະ​ຕິ​, ແລະ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ຂອງ​ຫມໍ້​ໄຟ runaway​.ວົງຈອນສັ້ນເກີດຂຶ້ນຢູ່ພາຍໃນຫມໍ້ໄຟ, ພະລັງງານຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍຖືກປ່ອຍອອກມາຢ່າງໄວວາ, ແລະອຸນຫະພູມຂອງຫມໍ້ໄຟເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາເຖິງ 780 ° C.

图3

图4

ຄວາມຮ້ອນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ overcharge ປະກອບມີ: ຄວາມຮ້ອນ entropy ປີ້ນກັບກັນ, ຄວາມຮ້ອນ Joule, ຄວາມຮ້ອນຕິກິຣິຍາເຄມີແລະຄວາມຮ້ອນທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍວົງຈອນສັ້ນພາຍໃນ.ຄວາມຮ້ອນຂອງປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີປະກອບມີຄວາມຮ້ອນທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍການລະລາຍຂອງ Mn, ປະຕິກິລິຍາຂອງໂລຫະ lithium ກັບ electrolyte, ການຜຸພັງຂອງ electrolyte, ການເສື່ອມໂຊມຂອງ SEI film, ການເຊື່ອມໂຊມຂອງ electrode ລົບແລະການທໍາລາຍຂອງ electrode ໃນທາງບວກ. (NCM111 ແລະ LMO).ຕາຕະລາງ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງ enthalpy ແລະພະລັງງານກະຕຸ້ນຂອງແຕ່ລະປະຕິກິລິຍາ.(ບົດຄວາມນີ້ບໍ່ສົນໃຈປະຕິກິລິຍາຂ້າງຄຽງຂອງ binders)

图5

ຮູບທີ 3 ເປັນການປຽບທຽບອັດຕາການຜະລິດຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟເກີນດ້ວຍກະແສສາກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ບົດສະຫຼຸບຕໍ່ໄປນີ້ສາມາດດຶງມາຈາກຮູບທີ 3:

1) ເມື່ອກະແສໄຟສາກເພີ່ມຂຶ້ນ, ເວລາແລ່ນດ້ວຍຄວາມຮ້ອນຈະກ້າວຫນ້າ.

2) ການຜະລິດຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການ overcharge ແມ່ນຄອບງໍາໂດຍ Joule ຄວາມຮ້ອນ.SOC<1.2, ການຜະລິດຄວາມຮ້ອນທັງໝົດໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນເທົ່າກັບຄວາມຮ້ອນ Joule.

3​) ໃນ​ຂັ້ນ​ຕອນ​ທີ​ສອງ (1​

4) SOC>1.45, ຄວາມຮ້ອນທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍປະຕິກິລິຍາຂອງໂລຫະ lithium ແລະ electrolyte ຈະເກີນຄວາມຮ້ອນ Joule.

5) ເມື່ອ SOC>1.6, ປະຕິກິລິຍາການເສື່ອມໂຊມລະຫວ່າງ SEI film ແລະ electrode ລົບເລີ່ມຕົ້ນ, ອັດຕາການຜະລິດຄວາມຮ້ອນຂອງປະຕິກິລິຍາການຜຸພັງຂອງ electrolyte ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະອັດຕາການຜະລິດຄວາມຮ້ອນທັງຫມົດເຖິງມູນຄ່າສູງສຸດ.(ຄຳ​ອະທິບາຍ​ໃນ​ຂໍ້ 4 ແລະ 5 ໃນ​ວັນນະຄະດີ​ແມ່ນ​ບໍ່​ສອດຄ່ອງ​ກັບ​ຮູບ​ພາບ​ບາງ​ສ່ວນ, ແລະ​ຮູບ​ໃນ​ທີ່​ນີ້​ຈະ​ຊະນະ​ແລະ​ໄດ້​ຖືກ​ປັບ.)

6) ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ overcharge, ປະຕິກິລິຍາຂອງໂລຫະ lithium ກັບ electrolyte ແລະການຜຸພັງຂອງ electrolyte ແມ່ນປະຕິກິລິຍາຕົ້ນຕໍ.

图6

ໂດຍຜ່ານການວິເຄາະຂ້າງເທິງ, ທ່າແຮງການຜຸພັງຂອງ electrolyte, ຄວາມອາດສາມາດຂອງ electrode ລົບ, ແລະອຸນຫະພູມເລີ່ມຕົ້ນຂອງ runaway ຄວາມຮ້ອນແມ່ນສາມຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການ overcharging.ຮູບທີ 4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບຂອງສາມຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ການປະຕິບັດ overcharge.ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງທ່າແຮງການຜຸພັງຂອງ electrolyte ສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບ overcharge ຂອງແບດເຕີຣີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມອາດສາມາດຂອງ electrode ລົບມີຜົນກະທົບເລັກນ້ອຍຕໍ່ການປະຕິບັດ overcharge.(ໃນຄໍາສັບຕ່າງໆອື່ນໆ, electrolyte ແຮງດັນສູງຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບ overcharge ຂອງຫມໍ້ໄຟ, ແລະການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນ N / P ມີຜົນກະທົບພຽງເລັກນ້ອຍຕໍ່ປະສິດທິພາບ overcharge ຂອງຫມໍ້ໄຟ.)

ເອກະສານອ້າງອີງ

D. Ren et al.ວາລະສານແຫຼ່ງພະລັງງານ 364(2017) 328-340


ເວລາປະກາດ: 15-12-2022