Ob die Wahl der Anoden- und Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien die Sicherheit beeinflusst

Die interne Zusammensetzung der Lithiumbatterie ist hauptsächlich positive Elektrode | Elektrolyt | Zwerchfell | Elektrolyt | Negative Elektrode bilden auf dieser Basis endgültig eine vollständige Zelle. Nach der anfänglichen Ladung und Ausleitung der Batteriezelle, der chemischen Komponentenkapazität und der Abgas und anderer Schritte kann sie in der Fabrik verwendet werden. Der erste Schritt in diesem Prozess ist die Auswahl der Materialien. Die Hauptfaktoren, die die Sicherheit des Materials beeinflussen, sind seine intrinsische Orbitalenergie, Kristallstruktur und Materialeigenschaften.

Positives Elektrodenmaterial

Die Hauptaufgabe des positiven aktiven Materials in der Batterie besteht darin, zur spezifischen Kapazität und spezifischen Energie beizutragen, und sein intrinsisches Elektrodenpotential hat einen gewissen Einfluss auf die Sicherheit. In den letzten Jahren hat China beispielsweise das LIFEPO4 (Low-Volt-Material LIFEPO4 (Lithium-Eisen-Phosphat) als positives Elektrodenmaterial für Strombatterien in Transportfahrzeugen (wie hybriden Elektrofahrzeug-HEV, Elektrofahrzeug-EV) und Energiespeichern (Energienspeicher (wie hybride Elektrofahrzeuge) und Energiespeicher (Energiespeicher (wie hybrid) eingesetzt. wie ununterbrochene Stromversorgung). Die Sicherheitsvorteile von LifePO4 in vielen Materialien gehen jedoch tatsächlich zu Kosten der Energiedichte, was bedeutet, dass die Akkulaufzeit seiner Benutzer (wie EV, UPS) begrenzt ist. Ternäre Materialien wie NMC (LiniXMNYCO1-X-YO2) haben eine ausgezeichnete Leistung der Energiedichte, aber als ideales Kathodenmaterial für Leistungsbatterien wurde das Sicherheitsproblem nicht vollständig gelöst. Um das thermische Verhalten von Kathodenmaterialien zu untersuchen, haben Forscher viel Arbeit geleistet und festgestellt, dass das intrinsische Elektrodenpotential und die Kristallstruktur die Hauptfaktoren sind, die ihre Sicherheit beeinflussen, z . Das elektrochemische Fenster des Elektrolyten werden perfekt übereinstimmen und ob mehrere Lithiumionen gleichzeitig reibungslos durch das Gitter fahren können. Die Sicherheitsleistung positiver aktiver Materialien kann durch die Auswahl des Materialtyps und des Elementdotierens verbessert werden.

Negatives Elektrodenmaterial

Der Einfluss des negativen aktiven Materials auf die Sicherheitsleistung ist hauptsächlich auf die Beziehung zwischen seiner intrinsischen Orbitalenergie und der Konfiguration des Elektrolyten Lumo und der Homo zurückzuführen. Während des schnellen Aufladens kann die Geschwindigkeit des Lithiumionen durch die SEI -Filmfilm (Feste Elektrolyt -Grenzfläche) langsamer sein als die Ablagerungsrate von Lithium in der negativen Elektrode, und die Lithiumzweigkristalle wachsen kontinuierlich mit dem Ladung und dem Entladungszyklus, Zyklus, Entladung, Zyklus, Zyklus, Entladung, Zyklus, Zyklus, Zyklus, Zyklus, Zyklus, Lithiumzweigkristalle, wachsen die Lithiumzweigkristalle. Dies kann zu einem internen Kurzschluss führen und den brennbaren thermischen Elektrolyten -Ausreißer entzünden, wodurch die Sicherheit der negativen Elektrode im schnellen Ladevorgang begrenzt wird. Nur wenn der Unterschied zwischen der negativen elektromotiven Kraft der Lithiumlegierung mit Kohlenstoffmaterial als Pufferschicht und der elektromotiven Kraft von Lithium weniger als -0,7ev beträgt, kann die Ablagerung von μ A < μ li0.7ev garantiert werden, dass die Ablagerung von garantiert werden kann, dass die Ablagerung von garantiert werden Lithium verursacht keinen Kurzschluss. Aus Sicherheitsgründen sollte die Leistungsbatterie ein negatives Elektrodenmaterial mit einer elektromotiven Kraft von weniger als 1,0EV (im Verhältnis zu Li+/LI0) verwenden, um ein sicheres schnelles Ladung zu erreichen oder die Ladespannung weit unter dem Abscheidungspotential von Lithium zu steuern. LI4TI5O12 hat Sicherheitsvorteile bei schnellem Laden und schneller Entlassung aufgrund seiner elektromotiven Kraft von 1,5EV (relativ zu Li+/li0), die niedriger als die LUMO des Elektrolyten ist. Es gibt auch ein negatives Material, TI0.9NB0.1NB2O7, das mehr als 30 Wochen bei einer Spannung von 1,3 ≤ V ≤ 1,6 V (im Verhältnis zu Li+/li0) schnell geladen und entladen werden kann und eine spezifische Kapazität von 300MAHG1 hat,,, das ist höher als LTO. Während des Entladungsprozesses, da es keinen Wettbewerb zwischen der Geschwindigkeit von Lithiumionen durch den SEI -Film und der Ablagerung der negativen Elektrode gibt, ist der schnelle Entladungsprozess sicher.