亚洲熟女精品中文字幕_中文无码在线观看高清免费_人人看碰人人免费_午夜一级毛片密呀

低溫18650 3500
無(wú)磁低溫18650 2200
過(guò)針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
21年專注鋰電池定制

鋰電技術(shù)丨鋰電池?zé)o損析鋰檢測(cè)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:2232次  |  2023年01月07日  

鋰/鈉/鉀離子電池、鋰硫電池、固態(tài)電解質(zhì)、硅負(fù)極、金屬鋰負(fù)極、高鎳材料、富鋰錳基材料、燃料動(dòng)力電池、電催化等熱門領(lǐng)域;熱點(diǎn)文章、經(jīng)典文章、基礎(chǔ)理論科普、測(cè)試表征技術(shù)介紹、數(shù)據(jù)處理技巧介紹、科研工具軟件技能、科研工具資源、專題資料包分享典型的鋰電池通常包括石墨負(fù)極、鋰金屬氧化物正極、液態(tài)電解液、集流體以及聚合物多孔隔膜等。電池內(nèi)部發(fā)生的過(guò)程關(guān)于電池的可靠性使用和快充至關(guān)重要,并取決于離子傳輸和溫度等條件。充電過(guò)程中鋰離子從正極穿過(guò)電解液到達(dá)負(fù)極。重要的離子傳輸包括1)穿過(guò)固態(tài)電極;2)穿過(guò)電極/電解質(zhì)界面;3)穿過(guò)電解液,包括鋰離子的溶劑化和去溶劑化過(guò)程。大量工作表明,負(fù)極才是充電過(guò)程中最關(guān)鍵的部分,充電過(guò)程中鋰金屬可能直接沉積在石墨表面,特定的情況下,鋰金屬可能會(huì)持續(xù)沉積形成針狀結(jié)構(gòu),即大家所熟知的鋰枝晶,其有可能刺穿隔膜造成短路。隨著電池的循環(huán),枝晶可能會(huì)斷裂失去和負(fù)極的連接,造成可循環(huán)鋰量的損失。但即使鋰枝晶的沉積很均勻,也會(huì)消耗大量的活性鋰,這些鋰金屬會(huì)和電解液某些組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)氣并形成新的SEI層,造成活性物質(zhì)的損失和容量衰退。


影響鋰沉積和相應(yīng)結(jié)構(gòu)形貌的因素包括鋰在負(fù)極內(nèi)的擴(kuò)散速率、負(fù)極界面處的濃度梯度、鋰鹽在集流體上的損失、電極/電解質(zhì)界面的副反應(yīng)。通過(guò)材料和電池的設(shè)計(jì)可以較好的調(diào)控快充對(duì)這些過(guò)程的影響。調(diào)控內(nèi)阻,包括相關(guān)的電極、電解質(zhì)傳質(zhì)以及界面處的傳荷過(guò)程關(guān)于電池的快充特性、性能和壽命至關(guān)重要;低溫下阻抗會(huì)新增,因而要更加精密的控制策略。


析鋰的快速無(wú)損檢測(cè)非常重要,一般用于觀測(cè)析鋰形貌和分布的表征手段有SEM,TEM,NMR,XRD等手段。遺憾的是,這些方法都不是無(wú)損診斷(Non-destructivedisgnosis),而是要將電池拆開后觀察。關(guān)于嚴(yán)密封裝在電池包中的電芯來(lái)說(shuō),這顯然是不切實(shí)際的;即便用這些方法來(lái)抽檢,由于電芯之間存在顯著的不一致性,抽檢的少量電芯也無(wú)法說(shuō)明整個(gè)電池包的安全狀態(tài)。


常用的探測(cè)析鋰的無(wú)損方法則利用了可觀測(cè)的外部特點(diǎn),包括老化速率、鋰溶出過(guò)程中的電壓平臺(tái)和基于模型的預(yù)測(cè)等。循環(huán)過(guò)程中鋰沉積會(huì)逐漸從微觀尺度上聚集,析出的鋰和電解液反應(yīng)形成新的SEI,造成容量衰退和阻抗新增。這些老化特點(diǎn)的趨勢(shì)可以用于鑒定析鋰??捎玫姆椒ò?)阿倫尼烏斯曲線(Arrheniusplot)2)內(nèi)阻-容量曲線(Resistance-Capacity)3)非線性頻響分析(NFRA,NonlinearFrequencyResponseAnalysis)4)庫(kù)侖效率分析(Coulombicefficiency)5)差分電壓分析(DVA,DifferentialVoltageAnalysis)6)容量增量分析(ICA,IncrementalCapacityAnalysis)等手段。


阿倫尼烏斯圖、阻抗-容量圖

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

圖.基于老化特點(diǎn)的析鋰探測(cè)手段:a)阿倫尼烏斯圖;b)阻抗-容量圖


老化效率r和溫度T之間的關(guān)系可以用Arrhenius方程來(lái)描述,Arrhenius方程的參數(shù)來(lái)自不同溫度下的循環(huán)試驗(yàn)。圖a所示為一個(gè)例子。低溫(<0C)下,由于析鋰可能性新增,老化速率新增,而由于SEI生長(zhǎng)而導(dǎo)致的老化隨著溫度新增而加速。電阻容量圖顯示,和SEI相比,析鋰重要影響容量衰減率,對(duì)阻抗上升率的影響較小,因?yàn)殇嚱饘俚膶?dǎo)電性更高。因此,可以區(qū)分兩種老化模式:一種是以析鋰為主,阻抗上升率較低,但容量衰減率較高(圖b中的老化模式2);另一種是以SEI上升為主,阻抗上升率較高,容量衰減不明顯(老化模式1)。


非線性頻率響應(yīng)分析(NFRA)


圖.基于老化特點(diǎn)的析鋰探測(cè)手段:非線性頻率響應(yīng)分析(NFRA)


非線性頻率響應(yīng)分析(NFRA)以兩個(gè)諧波之間的相關(guān)性的形式供應(yīng)了一種新的電位檢測(cè)準(zhǔn)則。用NFRA分析高次諧波響應(yīng),可以捕捉到老化時(shí)阻抗響應(yīng)的變化,而僅用電化學(xué)阻抗譜(EIS)分析一次諧波是無(wú)法觀察到的。觀察到在-10C和25C下老化的電池的二次諧波和三次諧波(圖c中分別為y2和y3)的演變。將二次諧波和三次諧波的比值作為析鍍層的指標(biāo),在-10C下循環(huán)時(shí),三次諧波的新增明顯大于二次諧波,而在25C下循環(huán)時(shí)則不明顯。這是由于三次諧波對(duì)陽(yáng)極和電解液之間的電荷轉(zhuǎn)移電阻新增的高靈敏度造成的。

無(wú)人船智能鋰電池
IP67防水,充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

庫(kù)侖效率


圖.基于老化特點(diǎn)的析鋰探測(cè)手段。庫(kù)倫效率圖


基于庫(kù)侖效率的變化,高精度庫(kù)侖法可用于鋰鍍層的檢測(cè)。如圖d所示,庫(kù)侖效率略有下降,表明電鍍反應(yīng)消耗了活性鋰。用高精度充電器測(cè)量庫(kù)侖效率,發(fā)現(xiàn)鋰在12C時(shí)以C/2的充電速率略微沉積,鍍鋰的一部分可以重新嵌入陽(yáng)極或在放電過(guò)程中被剝離。如圖所示,這些過(guò)程可在充電后立即放松或放電期間出現(xiàn)電壓停滯。如圖a所示,在充電后的休息或放電期間,由于鋰的重新插層和剝離,總過(guò)電位的變化可以解釋這些高原的出現(xiàn)。圖b和c中的壓差和增量電容曲線的凹陷表明發(fā)生了析鋰。但是,必須注意區(qū)分鋰剝離引起的凹陷和電極材料相變引起的凹陷。此外,沒有平臺(tái)并不證明沒有發(fā)生過(guò)鋰電鍍。快速充電后的自加熱和濃度平衡現(xiàn)象也可能影響電壓曲線的形狀。


差分電壓分析(DVA)和增量容量分析(ICA)


基于鋰溶出過(guò)程的析鋰探測(cè)。a)CC-CV充電和隨后的弛豫階段過(guò)程中模擬的過(guò)電勢(shì)演化,解釋了鋰溶出的電壓平臺(tái)。在階段I,顆粒上沒有鋰沉積;階段II,鋰沉積開始發(fā)生;階段III,部分可逆的鋰重新嵌入負(fù)極,或者溶出,剩余的鋰則變成死鋰;階段IV達(dá)到了平衡態(tài),死鋰不再參和循環(huán)。b)電壓微分分析(DVA)。c)微分容量分析(ICA)。


差分電壓分析(DVA)和增量容量分析(ICA)是識(shí)別電壓高原發(fā)生的有用技術(shù)。然而,這些方法要使用緩慢的放電率來(lái)捕捉必要的細(xì)節(jié);高電流會(huì)導(dǎo)致更高的過(guò)電位,而過(guò)電位在電壓曲線中占主導(dǎo)地位。在鍍鋰和剝離過(guò)程中也可能觀察到異常放熱峰,作為沉積的另一個(gè)指示。


電池厚度的新增可以作為鋰鍍層的替代指標(biāo),但其機(jī)理要進(jìn)一步研究。最后,電化學(xué)模型可用于根據(jù)前面討論的充電條件預(yù)測(cè)析鋰的發(fā)生。然而,這些復(fù)雜且計(jì)算密集的模型要簡(jiǎn)化才能用于在線檢測(cè)。迄今為止,很少有人提出對(duì)異常充電后的鋰鍍層進(jìn)行原位診斷和定量的方法。我們相信依靠異常電壓平臺(tái)的檢測(cè)方法是最有希望在船上使用的。然而,在這些方法能夠可靠地應(yīng)用于大規(guī)?;治鲋?,還存在著很大的知識(shí)和技術(shù)要突破。


文章重要參考:Lithium-ionbatteryfastcharging:Areview.eTransportation2019,1,DOI:10.1016/j.etran.2019.100011

鉅大鋰電,22年專注鋰電池定制

鉅大核心技術(shù)能力