리튬 이온 배터리의 리튬 진화 이유는 리튬 배터리 산업에서 매우 일반적인 비정상 현상입니다.

다른 리튬 진화 상태는 종종 다른 이유에 해당합니다. 리튬 발생 상태에 따른 이유를 분석하면 제품 수율을 향상시킬 수 있습니다.

일반적인 관점에서 리튬 이온 배터리에서 리튬이 발생하는 이유는 5 가지 범주로 나뉩니다. 음극 마진 부족으로 인한 리튬 발생; 충전 메커니즘에 의한 리튬 발생; 비정상적인 리튬 삽입 경로로 인한 리튬 발생; 비정상적인 주요 물질로 인한 리튬 발생; 특별한 이유로 인해 고정 된 위치에 리튬 증착. 다음은 위의 다섯 가지 이유에 대한 리튬 진화의 구체적인 이유에 대한 설명입니다.

1. 음극 마진 부족으로 리튬 이온 배터리의 리튬 발생

충전 중에 양극에서 리튬 이온이 방출 된 후에는 목적지가 있어야합니다. 일반적으로 운명은 음극에 매립되지만 음극이 불충분하고 음극이 탈리 된 리튬 이온보다 적은 양의 리튬 이온을 삽입 할 수있는 경우, 리튬 이온은 음극 표면에만 석출 될 수 있습니다. 전극. 부족한 과잉 음극은 리튬 침전의 가장 일반적인 원인으로 간주 될 수 있습니다.

음극 과잉이 부족한 위치에 따라 리튬 분석 조건의 다음 세 그룹으로 나눌 수 있습니다.

(1) 기존 양극의 과잉 부족으로 리튬 발생

음극이 과도하게 부족하면 양극에서 음극으로 리튬 이온이 삽입 될 공간이 충분하지 않습니다. 따라서, 금속 리튬 만이 음극 표면에 형성되고 석출 될 수있다. 음극의 불충분 한 과잉 정도는 일반적으로 균일하고, 양극에서 추출 된 리튬 이온도 음극으로 균일하게 나오기 때문에 불충분 한 음극에 의한 리튬 발생도 균일 한 층이된다. 리튬 발생의 심각성은 불충분 한 음극 과잉과 관련이 있습니다. 정도는 밀접한 관련이 있으며 과잉 및 결핍 정도가 높을수록 리튬 침전이 더 심각합니다.

(2) 음양 리튬 분석

배터리 셀이 양극의 한쪽에 두꺼운 코팅으로 코팅되거나 음극의 한쪽에 가볍게 코팅되면 배터리 셀의 음극 양쪽에있는 리튬이 다른쪽에 리튬을 증착하게됩니다. , 일반적으로 음과 양 측으로 알려져 있습니다. 리튬이 발생하는 쪽의 양극 및 음극 셀의 인터페이스는 리튬이 과도하거나 부족한 음극의 인터페이스와 정확히 동일하고 다른 쪽은 황금색 (흑연 양극의 경우)입니다.

(3) 양극 헤드는 리튬이 얇아지지 않고 코팅됩니다.

코팅 중에 양극 헤드가 얇아지지 않으면 양극 헤드 위치의 드레싱이 두꺼워 져 음극 헤드에 해당하는 과잉 및 부족이 발생하여 음극 헤드가 벗겨 질 수 있습니다. 리튬을 분석하십시오.

2. 충전기에 의해 부적절하게 제조 된 리튬 이온 배터리의 리튬 방출

리튬의 진화는 충전 단계에서 발생하기 때문에 충전 메커니즘의 변화도 리튬의 진화 이유 중 하나 여야합니다. 다음은 충전 메커니즘으로 인해 리튬이 발생하는 몇 가지 사례 목록입니다.

(1) 저온 충전에 의한 리튬 침전

저온 충전시 리튬 침전이 발생하는 이유는 저온에서 음극의 리튬 삽입 저항이 양극의 리튬 삽입 저항보다 훨씬 크기 때문입니다. 리튬 이온은 저온에서 비교적 빠르게 양극에서 제거 될 수 있지만 시간 내에 음극으로 삽입되지 않아 침전이 발생합니다. 리튬.

(2) 고속 충전에 의한 리튬 분석

실온에서 충전하면 충전 속도가 맹목적으로 증가하면 리튬 삽입을 신속하게 완료 할 수 없기 때문에 음극에서도 리튬 침전이 발생합니다. 기존 용량 형 설계에서 배터리 셀이 견딜 수있는 최대 충전 속도는 약 1C ~ 1.5C입니다. 제품을 사용하는 동안 충전 전류를 추가로 증가시켜야하는 경우 극 부분과 전해질의 특수 설계가 필요합니다. 그렇지 않으면 충전 속도가 클수록 리튬 진화가 더 심각해질 것입니다.

(3) 리튬 과충전

배터리의 충전 전압 또는 충전 용량이 설계 값을 크게 초과하면 양극에서 더 많은 리튬 이온이 추출됩니다. 음극이 설계 되었기 때문에 이러한 과잉 리튬 이온을위한 공간이 없습니다. 리튬은 불가피합니다. 과충전 중에 양극에서 리튬 이온의 탈리가 균일하고 극 편의 위치에 따라 변하지 않으므로 과충전으로 인한 리튬 발생도 균일 한 층입니다.

3. 비정상적인 리튬 삽입 경로로 인한 리튬 이온 배터리의 리튬 진화

리튬 이온 배터리를 충전 할 때 양극에서 리튬 이온이 추출되어 전해액을 통해 음극에 삽입됩니다. 그러나 양극과 음극 사이의 계면이 잘 접촉하지 않으면 리튬 이온이 음극 표면에 침전됩니다. 세부 사항은 다음과 같습니다.

(1) 리튬 분석을위한 다이어프램 주름

분리막 자체의 품질로 인해 주름이 생기면 해당 위치의 리튬 이온이 양극에서 탈리 된 후 음극에 균일하게 삽입되지 않습니다. 결과적으로 해당 위치의 음극은 불충분 한 리튬 삽입으로 갈색이되거나 동일한 크림 핑 방향으로 스트라이프 모양의 리튬이됩니다.

(2) 리튬 분석을위한 배터리 셀의 변형

배터리 셀의 두께가 두꺼우면 변형되기 쉽습니다. 변형이 심할 경우 배터리 셀의 변형 된 위치에 해당하는 극 편의 접촉이 불량하여 위의 그림에서 스트립 모양의 리튬 삽입 불량 영역이 발생하며 때때로 분석이 수반됩니다. 리튬.

(3) 기존의 형성 및 형성 전 리튬의 고온 및 저온 압축 없음

셀의 두께가 상대적으로 두꺼우면 액체 주입 후 고온 및 냉간 압착없이 기존의 형성을 수행하더라도 계면은 그리 문제가되지 않습니다. 그러나 두께가 3mm 미만인 일부 얇은 셀의 경우 형성 중에 클램핑이없고 형성 전에 고온 및 저온 압착 또는 고정 베이킹을 잊어 버리면 인터페이스가 더 비참 해집니다.

얇은 배터리 사이의 접촉은 계면에서 닫히기가 어렵 기 때문에 형성 전과 형성 중에 표면에 압력이 가해지지 않으면 형성 가스가 완전히 방전되지 않고 계면 접점이 영향을 받아 점형 리튬이 부족합니다. 삽입 및 점형 리튬 침전.

4) 고정물은 압력없이 리튬으로 형성됩니다.

고정물 형성은 종종 고전류 및 높은 전하 SOC를 동반하기 때문에 형성 중 가스 생산 속도가 더 빠르며 형성 후 배터리 인터페이스는 명백한 황금색 황색을 띠고 불충분 한 리튬 삽입에 해당하는 위치가 더 분명해 보입니다. 형성 전에 뜨겁거나 냉간 압착되지 않은 얇은 셀이든, 탈기 전에 문제가 발견되는 한 고정물에 의해 형성되었지만 가압되지 않은 셀이든, 고정구와 작은 전류가 방전됩니다. 형성을 다시 수행 할 수 있습니다. 인터페이스가 크게 향상되었습니다.

(5) 리튬 분석 요약 :

리튬 삽입 경로가 비정상 인 경우 배터리 셀의 가장 명백한 인터페이스 이상은 갈색 불충분 한 리튬 삽입 영역과 해당 위치에서 약간의 리튬 발생이 뒤 따릅니다. 형성 과정과 재료가 다르기 때문에 형성 중 인터페이스 접촉 불량으로 인한 리튬 침전 현상은 위의 그림과 다를 수 있습니다.

4. 비정상적인 주재료에 의한 리튬 이온 전지의 리튬 발생

충전 과정에서 리튬 이온의 목적지는 SEI 필름을 관통하여 마지막으로 음극에 매립됩니다. SEI 필름 또는 음극에 문제가있어 리튬 이온이 정상적으로 삽입되지 않는 경우 결과는 리튬 발생 일뿐입니다.

(1) 리튬은 음극에 의해 분쇄됩니다.

음극 시트의 압축이 한계를 초과하면 음극 구조가 분쇄되거나 삽입 할 공간이 충분하지 않을 때 리튬 이온이 음극 표면에 증착됩니다. 음극의 파쇄로 인한 리튬 발생은 화학적 접촉 불량처럼 수리가 불가능하며 배터리의 용량과주기에 치명적인 영향을 미칩니다.

(2) 적은 전해질로 인한 리튬 발생

배터리에 소량의 액체를 주입하거나 주입 후 노화 시간이 짧으면 전해질이 음극에 완전히 침투하지 못하며 침투가 완전히 침투하지 않은 위치는 작은 검은 색 점을 형성합니다. 위 그림과 같이 리튬이 내장되어 있지 않습니다. 블랙 스팟 주변에서 약간의 리튬 진화가있을 수 있습니다.

(3) 전해질이 일치하지 않는 리튬 진화

이러한 이유로 리튬 진화의 원리는 Wenwu에 의해 완전히 이해되지 않았습니다. 전해질과 음극이 일치하지 않아 SEI 필름이 너무 두껍거나 고르지 않게되어 리튬 이온 삽입을 방해하는 것으로 추측됩니다. 또는 전해질이 음극에 완전히 침투하지 못하여 리튬 이온 삽입이 어렵습니다.

(4) 형성되지 않고 직접 분리에 의한 리튬 발생

작은 전류를 형성하지 않고 배터리 셀을 별도의 부피로 직접 충전하면 SEI 막이 효과적으로 형성되지 않아 음극으로의 리튬 이온 삽입에 영향을 미치고 충전 과정에서 리튬 발생을 유발합니다. 해당 리튬 분석 사진은 위의 그림과 같은 지점과 같습니다.

(5) 수분 함량이 리튬 분석 기준을 초과합니다.

소량의 물은 SEI 필름 형성에 기여하지만 수분 함량이 표준을 초과하면 전해질의 리튬 염과 반응하여 SEI 필름 구성을 파괴하여 리튬 이온이 음극에 삽입되는 데 영향을 미칩니다. 전극과 위의 그림에서 요철을 형성하는 갈색 영역, 때로는 갈색 영역도 리튬 진화가 발생합니다.