Liitium{0}}ioonakudes gaasi tootmise põhjused ja selgitused

Liitium{0}}ioonakudes gaasitootmise algpõhjus on põhiliselt mitmete soovimatute keemiliste ja elektrokeemiliste kõrvalreaktsioonide tulemus akus. Need reaktsioonid tarbivad aku aktiivseid komponente, häirivad sisemise struktuuri stabiilsust ja tekitavad gaasilisi tooteid. See mitte ainult ei põhjusta jõudluse halvenemist, nagu aku punnis, mahu vähenemine ja lühenenud tööiga, vaid rasketel juhtudel võib see põhjustada ka ohutusriske, nagu aku lekkimine, tulekahju ja isegi plahvatus. Liitium-ioonakude sisemise struktuuri ja tööpõhimõtte alusel lähtub gaasitootmine peamiselt järgmisest viiest põhiaspektist, millest igaüks on omavahel seotud ja sageli üksteist indutseerivad ja süvendavad gaasitootmise nähtust.

Elektrolüüt kui liitium-ioonaku ioonide transpordi põhikeskkond, koosneb orgaanilistest lahustitest, liitiumisooladest ja lisanditest. Selle stabiilsus mõjutab otseselt aku ohutust. Kõrge -temperatuuri keskkonnas (üle 60 kraadi) või ebaõige pinge kasutamisel (nt ülelaadimine või ohutu vahemiku ületav laadimispinge) läbivad elektrolüüdis olevad orgaanilised lahustid oksüdatsiooni- või redutseerimisreaktsioonid ja lagunevad, lõhustades algse molekulaarstruktuuri. See protsess tekitab mitmesuguseid gaase, peamiselt süsinikdioksiidi (CO₂), süsinikmonooksiidi (CO), metaani (CH4) ja etüleeni (C₂H4). Nende hulgas on CO ja muud gaasid mürgised, suurendades veelgi ohutusriske.

SEI (solid electrolyte interface) kile negatiivse elektroodi pinnal on kaitsekile, mis tekib loomulikult liitiumaku esmakordsel laadimisel ja tühjenemisel. See takistab elektrolüüdi otsest reageerimist negatiivse elektroodi materjaliga, tagades aku normaalse töö. Kui aga akut laetakse üle, -üle tühjenetakse, temperatuur on kõrge või tugev vibratsioon, võib SEI-kile puruneda. Sel ajal reageerib elektrolüüt uuesti negatiivse elektroodi materjaliga, püüdes kahjustatud SEI-kilet parandada. See korduv kahjustus- ja parandusprotsess tekitab pidevalt gaase, sealhulgas vesinikku (H₂), etüleeni (C2H4) ja etaani (C2H6). Aja jooksul võib see viia selleni, et SEI kile kaotab oma kaitsefunktsiooni.

Liitium-ioonakudel on sisemise niiskusesisalduse suhtes äärmiselt kõrged nõuded. Isegi väikesed veekogused (ppm tase, st üks miljondikosa) võivad põhjustada tõsiseid kõrvalreaktsioone. Niiskus reageerib elektrolüüdis oleva liitiumsoolaga (nt liitiumheksafluorofosfaat LiPF₆), tekitades väga söövitavat vesinikfluoriidhapet (HF). HF mitte ainult ei kahjusta SEI kilet, vaid käivitab ka kõrvalreaktsioonide ahelreaktsiooni, sealhulgas elektrolüütide lagunemise ja elektroodide materjali korrosiooni, tekitades gaase nagu vesinik (H₂), vesinikfluoriid (HF), süsinikmonooksiid (CO) ja süsinikdioksiid (CO₂), samal ajal korrodeerides aku sisemisi komponente.

Katoodimaterjal on liitium-ioonakude energia salvestamisel ja vabastamisel ülioluline, eriti kõrge -nikliga kolmikkatoodiga materjalidel, millel on suhteliselt halb struktuurne stabiilsus. Ülelaadimise või kõrge temperatuuri tingimustes{3}}katoodimaterjali kristallstruktuur variseb kokku, vabastades hapnikku. See hapnik reageerib ägedalt elektrolüüdiga, intensiivistades veelgi elektrolüütide lagunemist ja tekitades suures koguses gaasi, peamiselt hapnikku (O₂) ja süsinikdioksiidi (CO₂). Hapnik kiirendab põlemisreaktsioone, suurendades aku süttimise ohtu.

Erinevatel anoodimaterjalidel on erinevad gaasi genereerimise omadused. Uuematel anoodimaterjalidel, näiteks ränianoodidel, toimub laadimise ja tühjenemise ajal märkimisväärseid mahumuutusi (paisumiskiirus võib ületada 300%). See korduv mahu laienemine ja kokkutõmbumine kahjustab pidevalt SEI-kilet, põhjustades jätkuvaid kõrvalreaktsioone ja pidevat gaasi teket. Traditsioonilised grafiidianoodid reageerivad üle-tühjenemise või kõrge{5}}temperatuuri tingimustes elektrolüüdiga, tekitades gaase, nagu vesinik (H₂), etüleen (C₂H4) ja etaan (C2H₆), mis mõjutab aku jõudlust ja ohutust.

Acey intelligentneon pühendunud integreeritud terviklike lahenduste pakkumisele nii poolautomaatsetele kui ka täisautomaatsetele liitiumpatareide komplekteerimisliinidele, teenindades selliseid rakendusi nagu energiasalvestussüsteemid (ESS), mehitamata õhusõidukid (UAV), e-jalgrattad, e-tõukerattad, elektrilised tööriistad ja kahe-/kolmerattalised. Lisaks pakub ettevõte laia valikut akukomplektide komplekteerimisseadmeid, sealhulgas rakkude sorteerimismasinaid, akude sorteerijaid, isolatsioonipaberi aplikaatoreid, CCD kontrollisüsteeme, käsitsi ja automaatseid punktkeevitajaid, BMS-i testereid, akukomplektide testereid ja akukomplektide testimissüsteeme.

Võtke kohe ühendust