Co to jest przed litością?

W przypadku pełnego akumulatora warstwa SEI utworzona na styku elektrody ujemnej zużyje jony litu zdeinterkalowane z elektrody dodatniej i zmniejszy pojemność akumulatora. Jeśli możemy znaleźć inne źródło litu poza materiałem elektrody dodatniej, tak że tworzenie filmu SEI zużywa jony litu z zewnętrznego źródła litu, tak aby jony litu odinterkalowane z elektrody dodatniej nie zostały zmarnowane w procesie formowania, i wreszcie można poprawić pełną baterię. Pojemność. Ten proces dostarczania zewnętrznego źródła litu to wstępne litowanie.

Okno wiedzy: Istotą wstępnego litowania jest znalezienie zewnętrznego źródła litu, aby cała bateria mogła zostać przekształcona w jony litu, które zużywają jony litu dostarczane przez zewnętrzne źródło litu zamiast jonów litu, które są deinterkalowane przez dodatni elektrody, tak aby w największym stopniu zatrzymać jony litu zdeinterkalowane przez elektrodę dodatnią. I zwiększ pełną pojemność baterii.

Poniżej przedstawiono kilka metod wstępnego litowania, aby umożliwić lepsze zrozumienie tej technologii.

1. Metoda formowania elektrody ujemnej z góry

Po uformowaniu pełnej baterii jony litu zdeinterkalowane z elektrody dodatniej zostaną zużyte. Jeśli uda nam się oddzielić elektrodę ujemną, a następnie zmontować ją z elektrodą dodatnią po utworzeniu przez elektrodę ujemną filmu SEI, można uniknąć utraty jonów litu na elektrodzie dodatniej i znacznie poprawić ogólną wydajność. Pierwsza sprawność i pojemność akumulatora. Niewątpliwie kluczowym krokiem jest tutaj oddzielne formowanie elektrody ujemnej, arkusz elektrody ujemnej i arkusz litowy są zanurzane w elektrolicie i podłączone do zewnętrznego obwodu w celu ładowania. W ten sposób można zapewnić, że jony litu zużywane podczas formowania pochodzą z blach litowych, a nie z elektrody dodatniej. Po utworzeniu arkusza elektrody ujemnej

Zaletą tej metody wstępnego litowania jest to, że może ona w maksymalnym stopniu symulować proces normalizacji, a jednocześnie zapewnia, że ​​efekt formowania filmu SEI jest podobny do pełnego akumulatora. Jednak oba procesy wstępnego formowania arkuszy elektrod ujemnych i montażu arkuszy elektrod dodatnich i ujemnych są zbyt trudne w obsłudze.

2. Metoda rozpylania proszku litowego

z elektrodą ujemną Ponieważ trudno jest użyć arkusza elektrody ujemnej do tworzenia samej suplementacji litem, ludzie myśleli o metodzie uzupełniania litu polegającej na bezpośrednim natryskiwaniu proszku litowego na arkusz elektrody ujemnej.

Najpierw należy wytworzyć stabilną cząstkę proszku metalowo-litowego. Wewnętrzną warstwą cząstki jest lit metaliczny, a warstwa zewnętrzna to warstwa ochronna o dobrej przewodności litowo-jonowej i przewodności elektronicznej. W procesie wstępnego litowania proszek litu jest najpierw dyspergowany w rozpuszczalniku organicznym, a następnie dyspersja jest natryskiwana na arkusz elektrody ujemnej, a następnie resztkowy rozpuszczalnik organiczny na arkuszu elektrody ujemnej jest suszony, uzyskując w ten sposób arkusz elektrody ujemnej z zakończonym wstępnym litowaniem. Dalsze prace montażowe są zgodne z normalnym procesem.

Podczas formowania proszek litu natryskiwany na elektrodę ujemną zostanie zużyty podczas tworzenia filmu SEI, aby zmaksymalizować retencję jonów litu zdeinterkalowanych z elektrody dodatniej i poprawić pojemność pełnego akumulatora.

Wadą stosowania tej metody wstępnego litowania jest to, że trudno jest zagwarantować bezpieczeństwo, a koszt przetworzenia materiałów i sprzętu jest wysoki.

3. Ujemna metoda elektrody trójwarstwowej

Ze względu na ograniczenia sprzętu i procesów kosztowna transformacja w celu wstępnego litowania nie jest priorytetem dla fabryk akumulatorów. Jeśli wstępne litowanie można przeprowadzić w sposób znany fabrykom akumulatorów, popularyzacja znacznie się zwiększy. Wspomniana poniżej metoda elektrody trójwarstwowej ułatwia obsługę fabryki akumulatorów. Istota metody elektrody trójwarstwowej leży w obróbce folii miedzianej. W porównaniu ze zwykłą folią miedzianą, folia miedziana w metodzie elektrody trójwarstwowej jest pokryta proszkiem metalowo-litowym wymaganym do późniejszego formowania. W celu ochrony proszku litowego przed reakcją z powietrzem, powleka się go warstwą ochronną; elektroda ujemna jest bezpośrednio pokryta warstwą ochronną. Po napełnieniu komórki płynem, warstwa ochronna rozpuści się w elektrolicie, tak że lit metaliczny styka się z elektrodą ujemną, a jony litu zużywane przez tworzenie warstewki SEI podczas formowania są uzupełniane sproszkowanym metalicznym litem. Obraz elektrody po naładowaniu jest następujący: Metoda ta nie ma ścisłych wymagań co do warunków obróbki fabryki akumulatorów, ale stabilność warstwy ochronnej na nabiegunnikach przewijania i rozwijania, walcowania, cięcia i innych jest wielkie wyzwanie dla badań i rozwoju materiałów elektrodowych Trudno jest również zapewnić adhezję materiału elektrody ujemnej po zniknięciu proszku metalicznego litu. a jony litu zużywane przy tworzeniu warstewki SEI podczas tworzenia są uzupełniane sproszkowanym metalicznym litem. Obraz elektrody po naładowaniu jest następujący: Metoda ta nie ma ścisłych wymagań co do warunków obróbki fabryki akumulatorów, ale stabilność warstwy ochronnej na nabiegunnikach przewijania i rozwijania, walcowania, cięcia i innych jest wielkie wyzwanie dla badań i rozwoju materiałów elektrodowych Trudno jest również zapewnić adhezję materiału elektrody ujemnej po zniknięciu proszku metalicznego litu. a jony litu zużywane przy tworzeniu warstewki SEI podczas tworzenia są uzupełniane sproszkowanym metalicznym litem. Obraz elektrody po naładowaniu jest następujący: Metoda ta nie ma ścisłych wymagań co do warunków obróbki fabryki akumulatorów, ale stabilność warstwy ochronnej na nabiegunnikach przewijania i rozwijania, walcowania, cięcia i innych jest wielkie wyzwanie dla badań i rozwoju materiałów elektrodowych Trudno jest również zapewnić adhezję materiału elektrody ujemnej po zniknięciu proszku metalicznego litu.

3. Metoda materiałów bogatych w katodę Li Mali

partnerzy, którzy pracują w przedsiębiorstwie, muszą mieć głębokie doświadczenie, że nawet rzeczy, które mogą odnieść sukces w warunkach laboratoryjnych, mogą być trudne do przeniesienia do produkcji na dużą skalę w przedsiębiorstwach. Koszt transformacji sprzętu, koszt masowego wkładu materiałów i koszt kontroli środowiska przetwarzania mogą stać się śmiertelnymi obrażeniami, których nie można promować za pomocą nowych technologii. W przypadku branży, w której proces i wyposażenie baterii litowej są w zasadzie dojrzałe, preferowane przez przedsiębiorstwa rozwiązanie przed litowaniem z pewnością będzie metodą, którą można bezpośrednio promować bez wprowadzania zbyt wielu zmian na miejscu, a nawet jej przejmowania. Metoda katodowego materiału bogatego w lit spełnia wymagania fabryk akumulatorów w tym zakresie.

Gdy pierwszy efekt elektrody ujemnej jest mniejszy niż efekt elektrody dodatniej, zbyt wiele jonów litu zostanie utraconych na elektrodzie ujemnej podczas formowania, co powoduje, że efektywna przestrzeń elektrody dodatniej nie może być niedopełniona jonami litu po rozładowaniu, powodując marnotrawstwo przestrzeni interkalacyjnej litu elektrody dodatniej. Jeśli do elektrody dodatniej zostanie dodana niewielka ilość litowanego materiału o dużej pojemności, może to nie tylko dostarczyć więcej jonów litu do tworzenia filmu SEI podczas syntezy chemicznej, ale także nie musi się martwić, że litowany materiał nie może interkalować lit ponownie podczas rozładowania (ponieważ konsumując wszystkie jony litu dostarczane przez materiał bogaty w lit), czy nie jest to najlepsze z obu światów?

Obecnie typowym materiałem litowanym jest Li5FeO4, który ma pojemność gramową do 700mAh/g. Każda cząsteczka może uwolnić cztery Li+ podczas tworzenia. Równanie jest następujące:

Li5FeO4→4Li++4e-+LiFeO2+O2

Powyższa reakcja nie jest tak odwracalna jak rozwarstwienie elektrody dodatniej w przypadku akumulatorów Li-ion, ponieważ powstałe w reakcji O2 jest rozładowywane z akumulatora wraz z odgazowaniem. Jednak ze względu na dużą pojemność gramową materiałów bogatych w lit, dodanie niewielkiej ich części do elektrody dodatniej może uzupełnić wystarczającą ilość dodatkowych jonów litu dla polaryzacji ujemnej. Dlatego tak długo, jak zapewniona jest stabilność produktu LiFeO2 w elektrolicie, może to poprawić pełną baterię. rola zdolności.

W konkretnej realizacji tego planu, jeśli zbadany zostanie proces łączenia i powlekania Li5FeO4 dodatnim materiałem aktywnym, pozwoli to fabryce baterii na zakończenie wstępnego litowania bez jakiejkolwiek modyfikacji sprzętu, co wydaje się głupie. Ten rodzaj operacji jest często faworytem przedsiębiorstw.

Przedstawiono tutaj różne metody wstępnego litowania. Należy zauważyć, że różne metody wstępnego litowania wymienione powyżej są skierowane na pełny akumulator, którego sprawność pierwszej elektrody ujemnej jest niższa niż sprawność elektrody dodatniej. . W przypadku akumulatorów o niższym dodatnim pierwszym efekcie powyższa metoda jest w zasadzie bezużyteczna, ponieważ pierwszy efekt naładowanej baterii jest ograniczony przez fakt, że po naładowaniu elektrody dodatniej nie ma już miejsca na włożenie litu, nawet jeśli zewnętrzna lit jest uzupełniany, nie można osadzić elektrody dodatniej, a zatem nie ma wpływu.