鉅大LARGE | 點擊量:230次 | 2023年12月08日
鋰電池電芯失效分析以及鋰電池電解液概念
隨著充電電壓的升高,正極材料NCM的(003)峰開始向低角度偏移,此時NCM的(003)晶面間距增大,即c軸變大,當電壓達到4.0V時達到最低值,隨后隨電壓升高又向高角度偏移;與之相對應,(110)峰隨電壓升高向高角度偏移,中間沒有反彈趨勢,說明(110)晶面間距減小,對應著a軸一直變小。當電壓大于4.4V后,003峰峰強變低,并開始寬化,說明此時晶體結(jié)構(gòu)開始嚴重變形,晶胞中原子不能很好的規(guī)整排列,達到材料極限承受電壓。
另外,材料充放電過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及相變過程對其電化學性能,特別是循環(huán)穩(wěn)定性有著重要影響。通過分析可得到晶胞參數(shù)在充放電過程中的變化圖,從而評估不同的正極材料引起的鋰離子電池體積膨脹,為鋰離子電池的安全研究、材料選取供應可行數(shù)據(jù)和分析手段。
鋰離子電池在使用過程中,經(jīng)常由于過充、過放、短路、高溫等原因造成電芯壽命減少,甚至失效。因此應用XRD技術(shù)來進行鋰離子電池的熱失效分析,如從燃燒的殘留物進行XRD分析,初步判斷失效原因。
馬爾文帕納科獨有的高性能硬射線探測技術(shù)(100%工作效率的GaliplX3D矩陣探測器)可在Empyrean衍射平臺上使用硬射線XRD對軟包結(jié)構(gòu)鋰離子電池和商用成品鋰離子電池進行原位充放電衍射實驗,從而為全電池結(jié)構(gòu)的失效分析和工藝控制供應了新的重要的無損分析手段。
鋰離子電池電解液概念
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%
電解液是電池正負極之間起傳導用途的離子導體,充放電過程中,在正負極間往返地傳輸鋰離子。電解液對電池的充放電性能(倍率高低溫)、壽命(循環(huán)儲存)、溫度適用范圍都有著比較大的影響。
適合的溶劑需其介電常數(shù)高,粘度小,常用的有烷基碳酸鹽如PC、EC等極性強,介電常數(shù)高,但粘度大,分子間用途力大,鋰離子在其中移動速度慢。而線性酯,如DMC(二甲基碳酸鹽)、DEC(二乙基碳酸鹽)等粘度低,但介電常數(shù)也低,因此,為獲得具有高離子導電性的溶液,一般都采用PC+DEC,EC+DMC等混合溶劑。
用于鋰離子電池的電解質(zhì)一般應該滿足以下基本要求:
a.高的離子電導率,一般應達到1×10-3~2×10-2S/cm;
b.高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,在較寬的電壓范圍內(nèi)不發(fā)生分離;
c.較寬的電化學窗口,在較寬的電壓范圍內(nèi)保持電化學性能的穩(wěn)定;
d.與電池其他部分例如電極材料、電極集流體和隔膜等具有良好的相容性;
e.安全、無毒、無污染性。
上一篇:怎么提高鋰電池電解液浸潤效果?
下一篇:鋰電池芯的標識介紹