פארוואס טוט די ליטהיום אייַזן פאָספאַטע באַטאַרייע דורכפאַל?

פארשטאנד די סיבה אָדער מעקאַניזאַם פון דורכפאַל פון ליטהיום אייַזן פאָספאַטע באַטעריז איז זייער וויכטיק פֿאַר ימפּרוווינג באַטאַרייע פאָרשטעלונג און גרויס-וואָג פּראָדוקציע און נוצן. דער אַרטיקל דיסקאַסט די יפעקץ פון ימפּיוראַטיז, פאָרמירונג מעטהאָדס, סטאָרידזש טנאָים, ריסייקלינג, אָוווערטשאַרדזשינג און איבער-אָפּזאָגן אויף באַטאַרייע דורכפאַל.

1. דורכפאַל אין די פּראָדוקציע פּראָצעס

אין דער פּראָדוקציע פּראָצעס, פּערסאַנעל, ויסריכט, רוי מאַטעריאַלס, מעטהאָדס און סוויווע זענען די הויפּט סיבות וואָס ווירקן פּראָדוקט קוואַליטעט. אין דער פּראָדוקציע פּראָצעס פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז, פּערסאַנעל און ויסריכט געהערן צו די פאַרנעם פון פאַרוואַלטונג, אַזוי מיר דער הויפּט דיסקוטירן די לעצטע דריי יפעקץ פאַקטאָר.

די טומע אין די אַקטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל ז די דורכפאַל פון די באַטאַרייע.

בעשאַס די סינטעז פון LiFePO4, עס וועט זיין אַ קליין נומער פון ימפּיוראַטיז אַזאַ ווי Fe2O3 און Fe. די ימפּיוראַטיז וועט זיין רידוסט אויף די ייבערפלאַך פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד און קען דורכשטעכן די דייאַפראַם און פאַרשאַפן אַ ינערלעך קורץ קרייַז. ווען LiFePO4 איז יקספּאָוזד צו די לופט פֿאַר אַ לאַנג צייַט, נעץ וועט פאַרערגערן די באַטאַרייע. אין דער פרי בינע פון ​​יידזשינג, אַמאָרפאַס אייַזן פאָספאַטע איז געשאפן אויף די ייבערפלאַך פון דעם מאַטעריאַל. זייַן היגע זאַץ און סטרוקטור זענען ענלעך צו LiFePO4 (אָה); מיט די ינסערשאַן פון OH, LiFePO4 איז קאַנטיניואַסלי קאַנסומד, מאַנאַפעסטיד ווי אַ פאַרגרעסערן אין באַנד; שפּעטער ריקריסטאַלליזעד סלאָולי צו פאָרעם LiFePO4 (אָה). די Li3PO4 טומע אין LiFePO4 איז עלעקטראָטשעמיקלי ינערט. די העכער די טומע צופרידן פון די גראַפייט אַנאָוד, די גרעסער די יריווערסאַבאַל קאַפּאַציטעט אָנווער.

די דורכפאַל פון די באַטאַרייע געפֿירט דורך די פאָרמירונג אופֿן

די יריווערסאַבאַל אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז איז ערשטער שפיגלט אין די ליטהיום ייאַנז קאַנסומד בשעת פאָרמינג די האַרט עלעקטראָליטע ינטערפאַסיאַל מעמבראַנע. שטודיום האָבן געפונען אַז ינקריסינג די פאָרמירונג טעמפּעראַטור וועט פאַרשאַפן אַ מער יריווערסאַבאַל אָנווער פון ליטהיום ייאַנז. ווען די פאָרמירונג טעמפּעראַטור איז געוואקסן, די פּראָפּאָרציע פון ​​ינאָרגאַניק קאַמפּאָונאַנץ אין די SEI פילם וועט פאַרגרעסערן. די גאַז באפרייט בעשאַס די טראַנספאָרמאַציע פון ​​די אָרגאַניק טייל ROCO2Li צו די ינאָרגאַניק קאָמפּאָנענט Li2CO3 וועט פאַרשאַפן מער חסרונות אין די SEI פילם. א גרויס נומער פון ליטהיום ייאַנז סאַלווד דורך די חסרונות וועט זיין עמבעדיד אין די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד.

בעשאַס די פאָרמירונג, דער זאַץ און גרעב פון די SEI פילם געשאפן דורך נידעריק-קראַנט טשאַרדזשינג זענען מונדיר אָבער צייט-קאַנסומינג; הויך-קראַנט טשאַרדזשינג וועט פאַרשאַפן מער זייַט ריאַקשאַנז צו פאַלן, ריזאַלטינג אין געוואקסן יריווערסאַבאַל ליטהיום-יאָן אָנווער און די ימפּידאַנס פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד צובינד וועט אויך פאַרגרעסערן, אָבער עס סאַוועס צייט. צייַט; נאָוואַדייַס, די פאָרמירונג מאָדע פון ​​קליין קראַנט קעסיידערדיק קראַנט-גרויס קראַנט קעסיידערדיק קראַנט און קעסיידערדיק וואָולטידזש איז געניצט מער אָפט אַזוי אַז עס קענען נעמען די אַדוואַנטידזשיז פון ביידע אין חשבון.

באַטערי דורכפאַל געפֿירט דורך נעץ אין די פּראָדוקציע סוויווע

אין פאַקטיש פּראָדוקציע, די באַטאַרייע וועט ינעוואַטאַבלי קאָנטאַקט די לופט ווייַל די positive און נעגאַטיוו מאַטעריאַלס זענען מערסטנס מייקראַן אָדער נאַנאָ-סייזד פּאַרטיקאַלז, און די סאַלוואַנט מאַלאַקיולז אין די עלעקטראָליטע האָבן גרויס עלעקטראָנעגאַטיווע קאַרבאָניל גרופּעס און מעטאַסטאַבאַל טשאַד-טשאַד טאָפּל קייטן. אַלע לייכט אַרייַנציען נעץ אין די לופט.

די וואַסער מאַלאַקיולז רעאַגירן מיט די ליטהיום זאַלץ (ספּעציעל ליפּף 6) אין די עלעקטראָליטע, וואָס צעלייקס און קאַנסומז די עלעקטראָליטע (דיקאַמפּאָוזיז צו פאָרעם PF5) און פּראָדוצירן די זויער מאַטעריע הף. ביידע PF5 און HF וועלן צעשטערן די SEI פילם, און HF וועט אויך העכערן די קעראָוזשאַן פון די LiFePO4 אַקטיוו מאַטעריאַל. וואַסער מאַלאַקיולז וועט אויך דעליטהירן די ליטהיום-ינטערקאַלייטיד גראַפייט נעגאַטיוו ילעקטראָוד, פאָרמינג ליטהיום כיידראַקסייד אין די דנאָ פון די SEI פילם. אין דערצו, אָ2 צעלאָזן אין די עלעקטראָליטע וועט אויך פאַרגיכערן די יידזשינג פון LiFePO4 באַטעריז.

אין דער פּראָדוקציע פּראָצעס, אין אַדישאַן צו די פּראָדוקציע פּראָצעס וואָס אַפעקץ די באַטאַרייע פאָרשטעלונג, די הויפּט סיבות וואָס פאַרשאַפן די דורכפאַל פון די LiFePO4 מאַכט באַטאַרייע אַרייַננעמען די ימפּיוראַטיז אין די רוי מאַטעריאַלס (אַרייַנגערעכנט וואַסער) און די פאָרמירונג פּראָצעס, אַזוי די ריינקייַט פון די באַטאַרייע. מאַטעריאַל, די קאָנטראָל פון די ינווייראַנמענאַל הומידיטי, די פאָרמירונג אופֿן, אאז"ו ו. סיבות זענען קריטיש.

2. דורכפאַל אין שעלווינג

בעשאַס די דינסט לעבן פון אַ מאַכט באַטאַרייע, רובֿ פון זייַן צייט איז אין אַ שטאַט פון שעלווינג. אין אַלגעמיין, נאָך אַ לאַנג שעלווינג צייט, די באַטאַרייע פאָרשטעלונג וועט פאַרמינערן, יוזשאַוואַלי ווייזן אַ פאַרגרעסערן אין ינערלעך קעגנשטעל, אַ פאַרקלענערן אין וואָולטידזש און אַ פאַרקלענערן אין אָפּזאָגן קאַפּאַציטעט. פילע סיבות גרונט די דערנידעריקונג פון באַטאַרייע פאָרשטעלונג, פון וואָס טעמפּעראַטור, שטאַט פון אָפּצאָל און צייט זענען די מערסט קלאָר ינפלואַנסינג סיבות.

קאַסעם עט על. אַנאַלייזד די יידזשינג פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז אונטער פאַרשידענע סטאָרידזש טנאָים. זיי געגלויבט אַז די יידזשינג מעקאַניזאַם איז דער הויפּט די זייַט אָפּרוף פון די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז. די עלעקטראָליטע (קאַמפּערד צו די זייַט אָפּרוף פון די positive ילעקטראָוד, די זייַט אָפּרוף פון די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד איז כעוויער, דער הויפּט געפֿירט דורך די סאַלוואַנט. דיקאַמפּאָוזישאַן, דער וווּקס פון די סיי פילם) קאַנסומז אַקטיוו ליטהיום ייאַנז. אין דער זעלביקער צייט, די גאַנץ ימפּידאַנס פון די באַטאַרייע ינקריסיז, די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז פירט צו די יידזשינג פון די באַטאַרייע ווען עס איז לינקס. די קאַפּאַציטעט אָנווער פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז ינקריסיז מיט די העכערונג פון סטאָרידזש טעמפּעראַטור. אין קאַנטראַסט, ווי די סטאָרידזש שטאַט פון אָפּצאָל ינקריסיז, די קאַפּאַציטעט אָנווער איז מער מינערווערטיק.

גראָללעאַו עט על. אויך ריטשט די זעלבע מסקנא: די סטאָרידזש טעמפּעראַטור האט אַ מער באַטייטיק פּראַל אויף די יידזשינג פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז, נאכגעגאנגען דורך די סטאָרידזש שטאַט פון אָפּצאָל, און אַ פּשוט מאָדעל איז פארגעלייגט. עס קענען פאָרויסזאָגן די קאַפּאַציטעט אָנווער פון די LiFePO4 מאַכט באַטאַרייע באזירט אויף סיבות שייַכות צו סטאָרידזש צייט (טעמפּעראַטור און שטאַט פון אָפּצאָל). אין אַ ספּעציפיש SOC שטאַט, ווי די פּאָליצע צייט ינקריסיז, די ליטהיום אין די גראַפייט דיפיוזד צו די ברעג, פאָרמינג אַ קאָמפּלעקס קאַמפּאַונד מיט די עלעקטראָליטע און עלעקטראָנס, ריזאַלטינג אין אַ פאַרגרעסערן אין די פּראָפּאָרציע פון ​​יריווערסאַבאַל ליטהיום ייאַנז, טיקנינג פון די SEI, און קאַנדאַקטיוואַטי. די פאַרגרעסערן אין ימפּידאַנס געפֿירט דורך די פאַרקלענערן (ינאָרגאַניק קאַמפּאָונאַנץ פאַרגרעסערן, און עטלעכע האָבן אַ געלעגנהייט צו שייַעך-צעלאָזן) און די רעדוקציע אין די ילעקטראָוד ייבערפלאַך טעטיקייט צוזאַמען פאַרשאַפן די יידזשינג פון די באַטאַרייע.

ראַגאַרדלאַס פון די טשאַרדזשינג שטאַט אָדער די דיסטשאַרדזשינג שטאַט, די דיפערענטשאַל סקאַנינג קאַלאָרימעטרי האט נישט געפֿינען קיין אָפּרוף צווישן LiFePO4 און פאַרשידענע עלעקטראָליטעס (די עלעקטראָליטע איז LiBF4, LiAsF6 אָדער LiPF6) אין די טעמפּעראַטור קייט פון צימער טעמפּעראַטור צו 85 °C. אָבער, ווען LiFePO4 איז געטובלט אין די עלעקטראָליטע פון ​​LiPF6 פֿאַר אַ לאַנג צייַט, עס וועט נאָך ויסשטעלונג ספּעציפיש ריאַקטיוואַטי. ווייַל דער אָפּרוף צו פאָרעם די צובינד איז פּראַלאָנגד, עס איז נאָך קיין פּאַסיוויישאַן פילם אויף די ייבערפלאַך פון LiFePO4 צו פאַרמייַדן ווייַטער אָפּרוף מיט די עלעקטראָליטע נאָך טבילה פֿאַר אַ חודש.

אין די שעלווינג שטאַט, נעבעך סטאָרידזש טנאָים (הויך טעמפּעראַטור און הויך אָפּצאָל שטאַט) וועט פאַרגרעסערן די מדרגה פון זיך-אָפּזאָגן פון די LiFePO4 מאַכט באַטאַרייע, וואָס מאכט די יידזשינג פון די באַטאַרייע מער קלאָר ווי דער טאָג.

3. דורכפאַל אין ריסייקלינג

באַטעריז בכלל אַרויסלאָזן היץ בעשאַס נוצן, אַזוי די השפּעה פון טעמפּעראַטור איז באַטייַטיק. אין אַדישאַן, וועג טנאָים, באַניץ און אַמביאַנט טעמפּעראַטור אַלע האָבן פאַרשידענע יפעקץ.

די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז בכלל ז די קאַפּאַציטעט אָנווער פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז בעשאַס סייקלינג. דובאַרי עט על. געוויזן אַז די יידזשינג פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז בעשאַס סייקלינג איז דער הויפּט רעכט צו אַ קאָמפּלעקס וווּקס פּראָצעס וואָס קאַנסומז פאַנגקשאַנאַל ליטהיום-יאָן סיי פילם. אין דעם פּראָצעס, די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז גלייַך ראַדוסאַז די ריטענשאַן קורס פון די באַטאַרייע קאַפּאַציטעט; די קעסיידערדיק וווּקס פון די SEI פילם, אויף די איין האַנט, ז די פאַרגרעסערן אין די פּאָולעראַזיישאַן קעגנשטעל פון די באַטאַרייע. אין דער זעלביקער צייַט, די גרעב פון די SEI פילם איז אויך דיק, און די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון די גראַפייט אַנאָוד. עס וועט טייל ינאַקטיווייט די טעטיקייט.

בעשאַס הויך-טעמפּעראַטור סייקלינג, Fe2+ אין LiFePO4 וועט צעלאָזן אין אַ זיכער מאָס. כאָטש די סומע פון ​​צעלאָזן Fe2+ האט קיין באַטייטיק ווירקונג אויף די קאַפּאַציטעט פון די positive ילעקטראָוד, די דיסאַלושאַן פון Fe2+ און די אָפּזאַץ פון Fe אויף די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד וועט שפּילן אַ קאַטאַליטיק ראָלע אין דעם וווּקס פון די SEI פילם. . טאַן קוואַנטיטאַטיוועלי אַנאַלייזד ווו און ווו די אַקטיוו ליטהיום ייאַנז זענען פאַרפאַלן און געפונען אַז רובֿ פון די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז פארגעקומען אויף די ייבערפלאַך פון די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד, ספּעציעל בעשאַס הויך-טעמפּעראַטור סייקאַלז, דאָס איז די הויך-טעמפּעראַטור ציקל קאַפּאַציטעט אָנווער. איז פאַסטער, און סאַמערייזד די SEI פילם עס זענען דריי פאַרשידענע מעקאַניזאַמז פון שעדיקן און פאַרריכטן:

1. די עלעקטראָנס אין די גראַפייט אַנאָוד פאָרן דורך די SEI פילם צו רעדוצירן ליטהיום ייאַנז.
2. די דיסאַלושאַן און רידזשענעריישאַן פון עטלעכע קאַמפּאָונאַנץ פון די SEI פילם.
3. רעכט צו דער באַנד ענדערונג פון די גראַפייט אַנאָוד, די SEI מעמבראַנע איז געפֿירט דורך בראָך.

אין אַדישאַן צו די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז, ביידע positive און נעגאַטיוו מאַטעריאַלס וועט פאַרערגערן בעשאַס ריסייקלינג. די פּאַסירונג פון קראַקס אין די LiFePO4 ילעקטראָוד בעשאַס ריסייקלינג וועט פאַרשאַפן די ילעקטראָוד פּאָולעראַזיישאַן צו פאַרגרעסערן און די קאַנדאַקטיוואַטי צווישן די אַקטיוו מאַטעריאַל און די קאַנדאַקטיוו אַגענט אָדער קראַנט קאַלעקטער וועט פאַרמינערן. Nagpure האָט גענוצט סקאַנינג עקסטענדעד קעגנשטעל מיקראָסקאָפּי (SSRM) צו האַלב-קוואַנטיטאַטיוולי לערנען די ענדערונגען פון LiFePO4 נאָך יידזשינג און געפֿונען אַז די קאָאַרסינג פון LiFePO4 נאַנאָפּאַרטיקלעס און ייבערפלאַך דיפּאַזאַץ געשאפן דורך ספּעציפיש כעמיש ריאַקשאַנז צוזאַמען געפֿירט צו אַ פאַרגרעסערן אין די ימפּידאַנס פון LiFePO4 קאַטאָודז. אין אַדישאַן, די רעדוקציע פון ​​אַקטיוו ייבערפלאַך און די עקספאָולייישאַן פון גראַפייט ילעקטראָודז געפֿירט דורך די אָנווער פון אַקטיוו גראַפייט מאַטעריאַל זענען אויך באטראכט צו זיין די גרונט פון יידזשינג פון באַטאַרייע. די ינסטאַביליטי פון גראַפייט אַנאָוד וועט פאַרשאַפן די ינסטאַביליטי פון די SEI פילם און העכערן די קאַנסאַמשאַן פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז.

די הויך-קורס אָפּזאָגן פון די באַטאַרייע קענען צושטעלן באַטייטיק מאַכט פֿאַר די עלעקטריק פאָרמיטל; אַז איז, די בעסער די קורס פאָרשטעלונג פון די מאַכט באַטאַרייע, די בעסער די אַקסעלעריישאַן פאָרשטעלונג פון די עלעקטריק מאַשין. די פאָרשונג רעזולטאַטן פון Kim et al. געוויזן אַז די יידזשינג מעקאַניזאַם פון ליפעפּאָ4 positive ילעקטראָוד און גראַפייט נעגאַטיוו ילעקטראָוד איז אַנדערש: מיט די פאַרגרעסערן פון אָפּזאָגן קורס, די קאַפּאַציטעט אָנווער פון די positive ילעקטראָוד ינקריסיז מער ווי די נעגאַטיוו ילעקטראָוד. די אָנווער פון באַטאַרייע קאַפּאַציטעט בעשאַס נידעריק-קורס סייקלינג איז דער הויפּט רעכט צו דער קאַנסאַמשאַן פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז אין די נעגאַטיוו ילעקטראָוד. אין קאַנטראַסט, די מאַכט אָנווער פון די באַטאַרייע בעשאַס הויך-קורס סייקלינג איז רעכט צו דער פאַרגרעסערן אין די ימפּידאַנס פון די positive ילעקטראָוד.

כאָטש די טיפקייַט פון אָפּזאָגן פון די מאַכט באַטאַרייע אין נוצן וועט נישט ווירקן די קאַפּאַציטעט אָנווער, עס וועט ווירקן זייַן מאַכט אָנווער: די גיכקייַט פון מאַכט אָנווער ינקריסיז מיט די פאַרגרעסערן אין די טיפקייַט פון אָפּזאָגן. דאָס איז רעכט צו דער העכערונג אין די ימפּידאַנס פון די SEI פילם און די פאַרגרעסערן אין די ימפּידאַנס פון די גאנצע באַטאַרייע. עס איז גלייַך שייַכות. כאָטש קאָרעוו צו די אָנווער פון אַקטיוו ליטהיום ייאַנז, דער אויבערשטער שיעור פון די טשאַרדזשינג וואָולטידזש האט קיין קלאָר השפּעה אויף באַטאַרייע דורכפאַל, אַ צו נידעריק אָדער צו הויך אויבערשטער שיעור פון די טשאַרדזשינג וואָולטידזש וועט פאַרגרעסערן די צובינד ימפּידאַנס פון די LiFePO4 ילעקטראָוד: אַ נידעריק אויבערשטן. שיעור וואָולטידזש וועט נישט אַרבעטן געזונט. די פּאַסיוויישאַן פילם איז געשאפן אויף דער ערד, און אַ צו-הויך אויבערשטער וואָולטידזש שיעור וועט פאַרשאַפן די אָקסידאַטיווע דיקאַמפּאָוזישאַן פון די עלעקטראָליטע. עס וועט מאַכן אַ פּראָדוקט מיט נידעריק קאַנדאַקטיוואַטי אויף די ייבערפלאַך פון די LiFePO4 ילעקטראָוד.

די אָפּזאָגן קאַפּאַציטעט פון די LiFePO4 מאַכט באַטאַרייע וועט פאַלן ראַפּאַדלי ווען די טעמפּעראַטור דיקריסאַז, דער הויפּט רעכט צו דער רעדוקציע פון ​​יאָן קאַנדאַקטיוואַטי און די פאַרגרעסערן פון צובינד ימפּידאַנס. לי געלערנט ליפעפּאָ4 קאַטאָוד און גראַפייט אַנאָוד סעפּעראַטלי און געפונען אַז די הויפּט קאָנטראָל סיבות וואָס באַגרענעצן די נידעריק-טעמפּעראַטור פאָרשטעלונג פון אַנאָוד און אַנאָוד זענען אַנדערש. די פאַרקלענערן אין ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי פון LiFePO4 קאַטאָוד איז דאָמינאַנט, און די פאַרגרעסערן אין די ימפּידאַנס צובינד פון גראַפייט אַנאָוד איז די הויפּט סיבה.

בעשאַס נוצן, די דערנידעריקונג פון LiFePO4 ילעקטראָוד און גראַפייט אַנאָוד און די קעסיידערדיק וווּקס פון SEI פילם וועט פאַרשאַפן באַטאַרייע דורכפאַל צו וועריינג דיגריז. אין אַדישאַן, אין אַדישאַן צו אַנקאַנטראָולאַבאַל סיבות אַזאַ ווי וועג טנאָים און אַמביאַנט טעמפּעראַטור, די רעגולער נוצן פון די באַטאַרייע איז אויך יקערדיק, אַרייַנגערעכנט צונעמען טשאַרדזשינג וואָולטידזש, די צונעמען טיפקייַט פון אָפּזאָגן, עטק.

4. דורכפאַל בעשאַס טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג

די באַטאַרייע איז אָפט ינעוואַטאַבלי אָוווערטשאַרדזשד בעשאַס נוצן. עס איז ווייניקער איבער-אָפּזאָגן. די היץ באפרייט בעשאַס אָוווערטשאַרדזשינג אָדער איבער-אָפּזאָגן איז מסתּמא צו אָנקלייַבן ין די באַטאַרייע, נאָך ינקריסינג די באַטאַרייע טעמפּעראַטור. עס אַפעקץ די דינסט לעבן פון די באַטאַרייע און רייזאַז די מעגלעכקייט פון פייַער אָדער יקספּלאָוזשאַן פון די שטורעם. אפילו אונטער רעגולער טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג טנאָים, ווי די נומער פון סייקאַלז ינקריסיז, די קאַפּאַציטעט ינקאַנסיסטאַנסי פון די איין סעלז אין די באַטאַרייע סיסטעם וועט פאַרגרעסערן. די באַטאַרייע מיט די לאָואַסט קאַפּאַציטעט וועט דורכגיין דעם פּראָצעס פון טשאַרדזשינג און איבער-דיסטשאַרדזשינג.

כאָטש LiFePO4 האט דער בעסטער טערמאַל פעסטקייַט קאַמפּערד מיט אנדערע positive ילעקטראָוד מאַטעריאַלס אונטער פאַרשידענע טשאַרדזשינג טנאָים, אָוווערטשאַרדזשינג קענען אויך פאַרשאַפן אַנסייף ריסקס אין ניצן LiFePO4 מאַכט באַטעריז. אין די אָוווערטשאַרדזשד שטאַט, די סאַלוואַנט אין די אָרגאַניק עלעקטראָליטע איז מער פּראָנע צו אָקסידאַטיווע דיקאַמפּאָוזישאַן. צווישן די קאַמאַנלי געוויינט אָרגאַניק סאָלוואַנץ, עטאַלין קאַרבאַנייט (עק) וועט פּרעפערענטשאַלי אַנדערגאָו אָקסידאַטיווע דיקאַמפּאָוזישאַן אויף די ייבערפלאַך פון די positive ילעקטראָוד. זינט די ליטהיום ינסערשאַן פּאָטענציעל (קעגן ליטהיום פּאָטענציעל) פון די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד איז פּליטקע, ליטהיום אָפּזאַץ איז העכסט מסתּמא אין די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד.

איינער פון די הויפּט סיבות פֿאַר באַטאַרייע דורכפאַל אונטער אָוווערטשאַרדזשד טנאָים איז די ינערלעך קורץ קרייַז געפֿירט דורך ליטהיום קריסטאַל צווייגן דורכשטעכן די דייאַפראַם. לו עט על. אַנאַלייזד די דורכפאַל מעקאַניזאַם פון ליטהיום פּלייטינג אויף די גראַפייט אַפּאָוזינג ילעקטראָוד ייבערפלאַך געפֿירט דורך אָוווערטשאַרדזש. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די קוילעלדיק סטרוקטור פון די נעגאַטיוו גראַפייט ילעקטראָוד איז נישט פארענדערט, אָבער עס זענען ליטהיום קריסטאַל צווייגן און ייבערפלאַך פילם. דער אָפּרוף פון ליטהיום און עלעקטראָליטע ז די ייבערפלאַך פילם צו פאַרגרעסערן קאַנטיניואַסלי, וואָס קאַנסומז מער אַקטיוו ליטהיום און ז ליטהיום צו דיפיוזד אין גראַפייט. די נעגאַטיוו ילעקטראָוד ווערט מער קאָמפּליצירט, וואָס וועט ווייַטער העכערן ליטהיום דעפּאַזישאַן אויף די ייבערפלאַך פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד, ריזאַלטינג אין אַ ווייַטער פאַרקלענערן אין קאַפּאַציטעט און קולאָמבייק עפעקטיווקייַט.

אין אַדישאַן, מעטאַל ימפּיוראַטיז (ספּעציעל Fe) זענען בכלל געהאלטן איינער פון די הויפּט סיבות פֿאַר באַטאַרייע אָוווערטשאַרדזש דורכפאַל. זו עט על. סיסטאַמאַטיקלי געלערנט די דורכפאַל מעקאַניזאַם פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז אונטער אָוווערטשאַרדזשינג טנאָים. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די רעדאָקס פון Fe בעשאַס די אָוווערטשאַרדזש / אָפּזאָגן ציקל איז טעאָרעטיש מעגלעך, און דער אָפּרוף מעקאַניזאַם איז געגעבן. ווען אָוווערטשאַרדזש אַקערז, פע איז ערשטער אַקסאַדייזד צו Fe2+, Fe2+ ווייַטער דיטיריערייטיד צו Fe3+, און דערנאָך Fe2+ און Fe3+ זענען אַוועקגענומען פון די positive ילעקטראָוד. איין זייַט דיפיוזז צו די נעגאַטיוו ילעקטראָוד זייַט, Fe3+ איז לעסאָף רידוסט צו Fe2+, און Fe2+ איז נאָך רידוסט צו פאָרעם Fe; ווען אָווערטשאַרדזשינג / אָפּזאָגן סייקאַלז, Fe קריסטאַל צווייגן וועט אָנהייבן אין די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז אין דער זעלביקער צייט, דורכשטעכן די סעפּאַראַטאָר צו שאַפֿן Fe בריקן, ריזאַלטינג אין מיקראָ באַטאַרייע קורץ קרייַז, די קלאָר דערשיינונג וואָס אַקאַמפּאַניז די באַטאַרייע ס מיקראָ קורץ קרייַז איז קעסיידערדיק פאַרגרעסערן אין טעמפּעראַטור נאָך אָוווערטשאַרדזשינג.

בעשאַס אָוווערטשאַרדזש, די פּאָטענציעל פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד וועט העכערונג ראַפּאַדלי. די פּאָטענציעל פאַרגרעסערן וועט צעשטערן די SEI פילם אויף די ייבערפלאַך פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד (דער טייל רייַך אין ינאָרגאַניק קאַמפּאַונדז אין די SEI פילם איז מער מסתּמא צו זיין אַקסאַדייזד), וואָס וועט פאַרשאַפן נאָך דיקאַמפּאָוזישאַן פון די עלעקטראָליטע, ריזאַלטינג אין אַ אָנווער פון קאַפּאַציטעט. מער ימפּאָרטאַנטלי, די נעגאַטיוו קראַנט קאַלעקטער קו שטער וועט זיין אַקסאַדייזד. אין די SEI פילם פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד, יאַנג עט על. דיטעקטאַד Cu2O, די אַקסאַדיישאַן פּראָדוקט פון Cu שטער, וואָס וואָלט פאַרגרעסערן די ינערלעך קעגנשטעל פון די באַטאַרייע און פאַרשאַפן די קאַפּאַציטעט אָנווער פון די שטורעם.

ער עט על. געלערנט די איבער-אָפּזאָגן פּראָצעס פון LiFePO4 מאַכט באַטעריז אין דעטאַל. די רעזולטאַטן האָבן געוויזן אַז די נעגאַטיוו קראַנט קאַלעקטער קו שטער קען זיין אַקסאַדייזד צו Cu+ בעשאַס איבער-אָפּזאָגן, און Cu+ איז ווייַטער אַקסאַדייזד צו Cu2+, נאָך וואָס זיי דיפיוזז צו די positive ילעקטראָוד. א רעדוקציע אָפּרוף קענען פּאַסירן בייַ די positive ילעקטראָוד. אין דעם וועג, עס וועט פאָרעם קריסטאַל צווייגן אויף די positive ילעקטראָוד זייַט, דורכשטעכן די סעפּאַראַטאָר און פאַרשאַפן אַ מיקראָ קורץ קרייַז אין די באַטאַרייע. אויך, רעכט צו איבער-אָפּזאָגן, די באַטאַרייע טעמפּעראַטור וועט פאָרזעצן צו העכערונג.

אָווערטשאַרדזש פון LiFePO4 מאַכט באַטאַרייע קען פאַרשאַפן אָקסידאַטיווע עלעקטראָליטע דיקאַמפּאָוזישאַן, ליטהיום עוואָלוציע און פאָרמירונג פון פע קריסטאַל צווייגן; איבער-אָפּזאָגן קען פאַרשאַפן SEI שעדיקן, ריזאַלטינג אין קאַפּאַציטעט דערנידעריקונג, קו שטער אַקסאַדיישאַן, און אפילו אויסזען קו קריסטאַל צווייגן.

5. אנדערע פייליערז

רעכט צו דער טאָכיק נידעריק קאַנדאַקטיוואַטי פון LiFePO4, די מאָרפאָלאָגי און גרייס פון דעם מאַטעריאַל זיך און די יפעקץ פון קאַנדאַקטיוו אגענטן און בינדערס זענען לייכט ארויסגעוויזן. Gaberscek et al. דיסקאַסט די צוויי קאַנטראַדיקטערי סיבות פון גרייס און טשאַד קאָוטינג און געפונען אַז די ילעקטראָוד ימפּידאַנס פון LiFePO4 איז בלויז שייַכות צו די דורכשניטלעך פּאַרטאַקאַל גרייס. די אַנטי-פּלאַץ חסרונות אין LiFePO4 (Fe אַקיאַפּייז לי זייטלעך) וועט האָבן אַ באַזונדער פּראַל אויף די פאָרשטעלונג פון די באַטאַרייע: ווייַל די טראַנסמיסיע פון ​​ליטהיום ייאַנז ין LiFePO4 איז איין-דימענשאַנאַל, דעם כיסאָרן וועט שטערן די קאָמוניקאַציע פון ​​ליטהיום ייאַנז; רעכט צו דער הקדמה פון הויך וואַלענסע שטאַטן. רעכט צו דער נאָך ילעקטראָוסטאַטיק אָפּשטויסן, דעם כיסאָרן קענען אויך פאַרשאַפן די ינסטאַביליטי פון די LiFePO4 סטרוקטור.

די גרויס פּאַרטיקאַלז פון LiFePO4 קענען נישט זיין גאָר דילייטיד אין די סוף פון טשאַרדזשינג; די נאַנאָ-סטראַקטשערד LiFePO4 קענען רעדוצירן ינווערזשאַן חסרונות, אָבער זייַן הויך ייבערפלאַך ענערגיע וועט פאַרשאַפן זיך-אָפּזאָגן. PVDF איז די מערסט קאַמאַנלי געניצט בינדער דערווייַל, וואָס האט דיסאַדוואַנטידזשיז אַזאַ ווי אָפּרוף אין הויך טעמפּעראַטור, דיסאַלושאַן אין די ניט-ייקוויאַס עלעקטראָליטע און ניט גענוגיק בייגיקייַט. עס האט אַ באַזונדער פּראַל אויף די קאַפּאַציטעט אָנווער און ציקל לעבן פון LiFePO4. אין אַדישאַן, די קראַנט קאַלעקטער, דייאַפראַם, עלעקטראָליטע זאַץ, פּראָדוקציע פּראָצעס, מענטשלעך סיבות, פונדרויסנדיק ווייבריישאַן, קלאַפּ, אאז"ו ו, וועט ווירקן די פאָרשטעלונג פון די באַטאַרייע אין וועריינג דיגריז.

רעפערענץ: מיאַאָ מענג עט על. "פאָרשונג פּראָגרעס אויף די דורכפאַל פון ליטהיום יראָן פאָספאַטע מאַכט באַטעריז."