Lors de la charge Batterie aux ions lithium , Les précipitations de lithium réduisent non seulement les performances de la batterie et raccourcissent considérablement la durée de vie, mais limitent également la capacité de charge rapide de la batterie et peuvent avoir des conséquences désastreuses telles que la combustion et l'explosion.

Dans une série d'articles, nous discuterons des problèmes à l'échelle macro de la batterie lithium-ion, des conditions de travail, du gradient existant dans la batterie, du test électrochimique, du test de sécurité, etc.), à l'échelle micro (électrode, particule, microstructure, etc. .) et à l'échelle atomique (atome, ion, molécule, barrière énergétique d'activation, etc.). Aujourd'hui, nous allons discuter des facteurs qui affectent les réactions secondaires du dépôt de lithium :

2. Niveau de la batterie au lithium : augmenter le rapport N/P dans une certaine plage permet de limiter l'état de charge de l'électrode négative à un niveau inférieur, de manière à réduire le taux de vieillissement de la batterie et à faire augmenter la résistance interne de la batterie plus lentement.

3. Cinétique de réaction des électrodes négatives : La réaction d'évolution du lithium est également affectée par le type, la morphologie et la conductivité des matériaux d'électrode négative. Ils affectent le degré de polarisation négative du point de vue du transfert de masse par diffusion ou du transfert de charge, affectant ainsi le potentiel négatif et la réaction négative.

4. Énergie d'activation : l'énergie d'activation que les ions lithium solvatés doivent surmonter lors de la diffusion de l'électrolyte peut être ignorée, tandis que l'énergie d'activation que les ions lithium solvatés doivent surmonter lors du processus de désolvatation, de diffusion à travers la membrane SEI et de transfert de charge est la plus élevée. Au fur et à mesure de l'avancement du processus de charge, le nombre de Li + noyé dans l'électrode négative augmente progressivement, l'énergie d'activation à vaincre lorsque Li + diffuse dans le matériau actif négatif augmente, et la diffusion en phase solide est plus difficile.

5. Température: selon la formule d'Arrhenius, lorsque la batterie circule à basse température, la réaction d'évolution du lithium a une vitesse de réaction plus élevée que le processus d'intercalation du lithium, c'est-à-dire que l'électrode négative est plus sujette à la réaction d'évolution du lithium à basse température. Ceci a été vérifié par l'observation expérimentale que le potentiel négatif du graphite est plus négatif à basse température. De plus, le transfert de charge et la diffusion en phase solide sont plus lents à basse température, et la vitesse de réaction entre le lithium métallique déposé sur la surface de l'électrode négative et l'électrolyte diminuera également.

6. Taux de charge : le taux de courant de charge détermine le flux d'ions lithium sur le matériau d'électrode négative par unité de surface. Lorsque le processus de diffusion en phase solide de Li + dans l'électrode négative est lent (par exemple, lorsque la température est trop basse, l'état de charge est élevé, ou la diffusion de Li + dans le matériau doit surmonter la grande énergie d'activation ), et que la densité de courant de charge est trop élevée, la réaction de dégagement de lithium se produira à la surface de l'électrode négative. Lorsque les autres conditions restent inchangées et que la densité de courant augmente jusqu'à un certain seuil, le potentiel négatif deviendra négatif, accompagné du début de la réaction d'évolution du lithium.

7. Autres: si la réaction d'évolution du lithium se produit sur la surface de l'électrode négative est déterminée par trois facteurs : le taux de charge, la température et l'état de charge. Par exemple : (1) une charge à basse température ne signifie pas qu'une réaction de dégagement de lithium se produira sur l'électrode négative. La réaction d'évolution du lithium ne se produit que lorsque l'état de charge et/ou la densité de courant dépassent un certain seuil. (2) Dans le processus de charge de la batterie lithium-ion, si une densité de courant de charge plus élevée est adoptée lorsque l'état de charge est faible et une densité de courant de charge inférieure est adoptée lorsque l'état de charge est élevé, la réaction d'évolution du lithium peut être efficacement inhibé.

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