Kasi Kasi Batterya Chacise Yikufwa wuli?
Kusintha kwa Vinthu vya Vinthu
Vinthu ivyo vikugwiriskirika nchito comene pa calhode ivyo vikugwiriskirika ncito comene vikusazgapo kapangikiro ka hexagonal ya LiMO2 (apo M {{ {=Co, Ni, Mn), kapangikiro ka spinel ka LiMn2O4, na kapangidwe ka olivine ka LiFePO4. Mwambura kupwelerako za kapangikiro, apo lithiamu ions yikumanyikwa yayi kufuma ku cathode, kuti yisungireko magesi mu vinthu, chinthu cha chisulo chili kupangika mwakuleka kukayika ku mtundu wapachanya wa valence, uwo ukulongozgeka na ndondomeko ya kusintha kwa chigaŵa. Kusintha kwa vigaŵa kanandi kukupangiska kusintha kwa vigaŵa, ntheura pakuti lithium ions yikulutilira pakati pa vinthu na kuziŵizga mu vinthu, kusintha kwa vigaŵa kukulutilira, ndipo mu nyengo yitali, kuzamuŵa na ngozi ku kukhazikika kwa kristalo. Kulinganizga na anode, nkhongono yakusintha yambura kuyana iyo yikupangika na kusintha kwa vigaŵa na kusintha kwa kapangikiro ka vinthu vinandi vya cathode kukukhwaska chomene umoyo wa batire. Graphite ili na chigaŵa cha chigaŵa. Para ni vigaŵa vinandi, lithiamu ions zikukhwaskana na awo ŵakunjira mu ma batiri ndipo ŵakusazgako na ma electron agho ghakunyamulika kufuma ku dera la kuwaro kuti ŵapange graphite yakuŵikika pa mzere, ndipo malo ghakunjilirapo ghakunjilirapo ghakusazgikira pa nyengo iyi; pa nyengo ya kufumiska, lithium ions yikufuma ku ma interlay gha graphite na kufwatura ma electron ku dera la kuwaro, kukumana na deincalation na oxidation reaction, ndipo mtunda wa interlayer ukuchepa pa nyengo iyi.
Kusaka kwa Vinthu vya Ntchito
Kusungunuka kwa catode vinthu kukung’anamura ndondomeko iyo vinthu ivyo vikugwira ntchito vikuchepa pachokopachoko chifukwa cha kuvunda mu electrolyte. Kusungunuka kwa catode vinthu pa nyengo yakutentha chomene nchimoza mwa vifukwa ivyo vikupangiska kuti batire liŵe lakuvunda, chomenechomene kuŵa na nkhongono yikuru pa kugwira ntchito kwa mzere na kugwira ntchito kwa mabatire pa nyengo yakutentha chomene. Kusungunura vitsulo vyakusintha mu nyengo zinyake ni suzgo ilo lilipo mu vinthu vyose vya LiMO2 cathode. Vifukwa vikuru ivyo vikupangiska kuti vinthu ivyo vikugwira ntchito vileke kuŵako vikupangiska kuti batire lileke kugwira ntchito ni: $ \\text kuzungulira {1}$ Kusungunura kwa vinthu vya visulo kukupangiska kuti vinthu vyakugwira ntchito vichepeskeke mwaluŵiro, ndipo ivi vikupangiska kuti batire lileke kuŵa na nkhongono; $ \\textfarf>2} $ Kusungunura kwa vinthu vya cathode kukupangiska kuti vinthu ivyo vikupangika vinangike na kupangika kwa vinthu ivyo vikugwira ntchito yayi pa vinthu ivyo vikugwira ntchito pa vigaŵa vyakupambanapambana, ivyo vikutondeska kunyamura ma ayoni gha lithium mu vinthu vya electrode; $ \\textfalfrith>3} $ Ma ayoni gha vitsulo ghakusungunuka agho ghali mu electrolyte ghakusamukira ku anode mu electrolyte na kuŵika pa anode pa malo mu mtundu wa vitsulo panji mchere pasi pa nkhongono zakuchepa, ndipo vigaŵa ivi vikukhwaska kukhazikika na kukura kwa filimu ya SEI pa malo gha anode, ivyo vikupangiska kuti paŵe polarization ya pa malo gha electrode na kuwonjezera batire mukati. Ntheura, nkhongono ya vinthu vyakugwira ntchito pa electrolyte yikufuma waka ku kusungunuka pera yayi, kweni yikufuma ku vyakuchitika viheni vinandi ivyo vikupangika na kusungunuka kwa vitsulo vya kusintha.
Kudya kwa Lithit Ions
Mu kapangilo ka lithium-}), nkhongono ya batire kanandi yikuŵa chomene kuluska ya cathode, ndipo lithium ions yakugwiriskira ntchitoso yikupelekekaso na cathode. Ntheura, kuzgoŵera kwakusintha na kuziŵizga kwa lithium pakati pa cathode na anode kukupangiska kuti batire liŵe na nkhongono. Pa nyengo yakwamba iyo ŵakulipira na kufumiska, filimu ya SEI yikupangika pa malo gha anode. Vigaŵa vikuru vya filimu iyi ya pasgivy ni vinthu vyakupambanapambana vyambura kupangika nga ni Li2CO3, LiF, Li2O, LiOH na vigaŵa vyakupambanapambana vya vyamoyo nga ni ROCO2Li, ROLi, na (ROCO2)2Li. Mwantheura, ma ayoni ghanyake gha lithiamu ghakurya, ndipo kutaya kwa nkhongono uku nkhwambura kusinthika. Kugwira ntchito kwa anode kukukhwaskana chomene na umo filimu ya SEI yikuwonekera na kukhazikika, ndipo luso la kupanga filimu yakukhazikika ya SEI pa malo gha anode yili na non - intaneti yakukhwaska pa kugwira ntchito kwa mabatire. Kupangika kwa filimu ya SESE kukurya ma ayoni gha lithium mu batire. Usange filimu ya SEI yikunangika nyengo zose pa nyengo ya mzere, mbwenu oxidation reaction pa anode / electrolyte interface yizamulutilira kuchitika kuti yiŵe filimu yiphya ya SEI. Nthowa iyi yikugwiriskira ncito ma ayoni gha litimu ghakucepa agho ghakupelekeka na cathode mu ndondomeko, ndipo kucepeskako kwa lithium ions kukupangiska kuti nkhongono zivunde. Kuchepeska lithium ayoni mu electrolyte kukupangiska kuti electrolyte yichepeskeke, ndipo kutaya kwa lithiamu mu chinthu cha cathode kukupangiska kuti paŵe kugaŵikana pakati pa ma electrode ghaŵiri gha batire.
Kuwonjezera mu Kukanizgika kwa Mukati
Pa nyengo yitali ya { {0} ya nyengo ya batire, kusazgikira kwa kukana mukati ndichoso chifukwa chakuzirwa cha kuvunda kwa nkhongono. Pali vifukwa vinandi ivyo vikupangiska kuti ŵanthu ŵanandi ŵaleke kulimbana na ŵanyawo, chomenechomene kufuma ku vigaŵa viŵiri: $ \\text kuzungulira {1} $ vyakuchitika vya oxidation ivyo vikuchitika pa electrode / electrolyte interface mu electrolyte yikupangiska kuti paŵe kuwonjezeka kwa filimu ya pa charu chapasi, ndiposo kukhazikika kwa filimu ya anode SEI, kulutilira kupanga mafilimu ghaphya gha pa charu chapasi pa nyengo ya mzere, na vinyake, vyose vikupangiska kuti paŵe kugaŵikana na batire mukati; $\\textfalfrit>2} Kusungunula ioni ya vitsulo mu cathode mu electrolyte, ndipo ioni ya vitsulo yakusungunuka yikufuma ku anode kwizira mu anode na kuŵika pa malo gha anode mu mtundu wa vitsulo panji mchere, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe kugaŵikana kwa electrode. Kusazgirapo apa, kafukufuku walongoraso kuti kuvunda kwa uyo wakusonkheska sonosono apa kungapangiskaso kuti ŵanthu ŵaleke kukana mukati, kweni ivyo vikuchitika ivi ni vichoko waka pasi pa fundo yakuti munthu uyo wakusonkheska sonosono apa wakunozgekerathu. Kukwera kwa kukana mukati kukupangiska kuti nkhongono na nkhongono za nkhongono zichepe, chomenechomene pa anode, vyakuchitika ivyo vikuchitika pa electrode / electrolyte interface ndicho chikupangiska chomene kuti anode wachekuru.
