خلال دورة الدورة الطويلة ، ستستمر السعة العكسية لبطارية الليثيوم أيون في الانخفاض بسبب تقليل المواد النشطة ، وترسيب الليثيوم المعدني ، والاستهلاك المستمر للكهارل ، وزيادة المقاومة الداخلية والهروب الحراري. من بينها ، ظاهرة تطور الليثيوم في القطب السالب للجرافيت هي أهم سبب لتدهور قدرة البطارية وقصر الدائرة الداخلية.

في المقالة السابقة ، شاركنا مخططًا تخطيطيًا لهيكل بطارية زر Li-Cu. يتم وضع جهاز تسخين Pt صغير على الركيزة لتسخين منطقة محلية في البطارية. تم إيقاف تشغيل جهاز التسخين في المرحلة الأولية من التجربة ، ونُسب التيار السالب المقابل إلى عملية شحن الطبقة المزدوجة الكهربائية على سطح صفيحة النحاس وعملية تكوين SEI. يتم استخدام الجهد الكهربائي للتغلب على حاجز التنوي لمعدن الليثيوم ، ولن يحدث تفاعل تطور الليثيوم. بعد تشغيل جهاز التسخين ، تبلغ طاقة الخرج 80 مللي فولت ، ويمكن ملاحظة الزيادة المفاجئة في التيار عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 55 ° درجة مئوية. ثم عندما تستمر درجة الحرارة في الارتفاع حتى 95 ° درجة مئوية ، يزداد التيار إلى 10 مللي أمبير. بعد التجربة ، ظهرت كتل فضية في المنطقة الوسطى من رقائق النحاس. أكد توصيف SEM و XRD أن المادة الفضية عبارة عن الليثيوم المعدني المترسب على رقائق النحاس الناتجة عن درجة الحرارة في التجانس.

من أجل التحليل الكمي للنتائج التي لوحظت في التجربة ، يستخدم المؤلف COMSOL لمحاكاة وتحليل الديناميكا الحرارية للبطارية. الشكل 3A-D هو محاكاة درجة الحرارة داخل خلية الزر. أعلى درجة حرارة في المنطقة المركزية من القطب الكهربي النحاس هي 97.4 ° درجة مئوية ، وهي تتحلل بسرعة من الاتجاه الشعاعي. تبلغ درجة حرارة الواجهة بين رقائق النحاس والإلكتروليت 55.4 ° درجة مئوية ، ودرجة حرارة رقاقة Li لقطب العداد هي 55.4 ° درجة مئوية. أقل من 22.6 ° C ، يمكن أن نرى من الشكل 3E أنه عند حدوث ترسب الليثيوم ، تنخفض درجة الحرارة في المنطقة المركزية إلى 92.3 ° C ، وهو ما يتوافق مع الملاحظة التجريبية بأن درجة الحرارة في المرحلة 3 تنخفض من 95 ° ج إلى 93 ° ج. يرجع الانخفاض في درجة الحرارة إلى الموصلية الحرارية الجيدة لمعدن الليثيوم المترسب على السطح ، مما يعزز تبديد الحرارة. تشير هذه النتائج إلى أنه يمكن معرفة ترسب معدن الليثيوم في الموقع عن طريق الكشف عن درجة الحرارة. من الشكل 3I ، يمكن ملاحظة تيار سلبي واضح على القطب العامل ، مما يؤكد حدوث تفاعل اختزال لأيونات الليثيوم مع معدن الليثيوم في هذه المنطقة. تثبت درجة التوافق العالية بين النتائج التجريبية والمحاكاة أن التوزيع غير المتكافئ لدرجات الحرارة سيكون له تأثير كبير على عملية تطور الليثيوم.

(HL) محاكاة توزيع درجة الحرارة في أجزاء مختلفة من البطارية قبل ترسيب معدن الليثيوم ؛

استنتاج:

لضمان التشغيل السلس لتطبيقك ، EverExceed يعمل مهندسو البحث والتطوير ليل نهار للبحث وتصميم أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا بطاريات فوسفات حديد الليثيوم مع معلمات الشحن والتفريغ المثالية التي تؤكد أطول دورة حياة متاحة للبطارية. لذا اختر EverExceed كعلامتك التجارية للحصول على الموثوقية الكاملة.