Sa unang proseso ng pag-charge ng polymer lithium battery, ang organic electrolyte ay mababawasan at mabubulok sa ibabaw ng negatibong electrode tulad ng graphite upang bumuo ng solid electrolyte phase interface (SEI) film, na permanenteng kumokonsumo ng malaking halaga ng lithium mula sa ang positibong elektrod, na nagreresulta sa kahusayan ng Coulombic (ICE) ng unang cycle. ) ay mababa, binabawasan ang kapasidad at density ng enerhiya ng mga baterya ng polymer lithium.
Ang mga kasalukuyang materyal na grapayt ay may unang hindi maibabalik na pagkawala ng lithium na 5% hanggang 10%, at para sa mga materyal na anode na may mataas na kapasidad, ang unang pagkawala ng lithium ay mas mataas (ang silikon ay may hindi maibabalik na pagkawala ng kapasidad na 15% hanggang 35%). Upang malutas ang problemang ito, ang teknolohiya ng pre-lithiation ay pinag-aralan. Ang materyal ng elektrod ay pupunan ng lithium sa pamamagitan ng pre-lithiation upang mabawi ang hindi maibabalik na pagkawala ng lithium na dulot ng pagbuo ng SEI film, upang mapabuti ang kabuuang kapasidad at density ng enerhiya ng polymer lithium na baterya.
Sa papel na ito, ang pag-unlad ng pananaliksik ng teknolohiya ng prelithiation sa mga nakaraang taon ay sinusuri mula sa dalawang direksyon ng negatibong electrode lithium supplementation at positibong electrode lithium supplementation.
Negatibong Lithium Supplementation Technology
Ang karaniwang paraan ng pre-lithiation ay upang dagdagan ang negatibong electrode na may lithium, tulad ng lithium foil na pupunan ng lithium, lithium powder na pupunan ng lithium, atbp., na lahat ay mga proseso ng pre-lithiation na kasalukuyang ginagawa. Bilang karagdagan, mayroong isang pamamaraan ng pre-lithiation gamit ang lithium silicide powder at electrolytic lithium salt aqueous solution.
Lithium foil supplements lithium
Ang Lithium foil replenishment ay isang teknolohiya na gumagamit ng self-discharge mechanism ng mga polymer lithium batteries upang maglagay muli ng lithium. Ang potensyal ng metalikong lithium ay -3.05V (kumpara sa SHE, karaniwang hydrogen electrode), ang pinakamababa sa lahat ng materyales ng elektrod. Dahil sa pagkakaroon ng potensyal na pagkakaiba, kapag ang negatibong materyal ng elektrod ay nakikipag-ugnay sa metal na lithium foil, ang mga electron ay kusang lumipat sa negatibong elektrod, na sinamahan ng intercalation ng Li + sa negatibong elektrod.
Ang electrolyte ay idinagdag ng dropwise sa negatibong elektrod ng mga silicon nanowires (SiNWs) na lumaki sa isang hindi kinakalawang na asero na substrate, at pagkatapos ay direktang nakipag-ugnayan sa lithium metal foil para sa lithium supplementation.
Nalaman ng half-cell test ng negatibong electrode pagkatapos ng lithium supplementation na:
Ang open-circuit voltage (OCV) ng mga SiNW na walang lithium supplementation ay 1.55V, at ang lithium intercalation specific capacity ng unang 0.1 C discharge sa 0.01-1.00 V ay 3800 mAh/g;
Ang OCV ng mga SiNW pagkatapos ng lithium supplementation ay 0.25 V, at ang partikular na kapasidad ng unang lithium intercalation ay 1600 mAh/g. Ang mga pagbabago sa partikular na kapasidad ng OCV at lithium intercalation ay nagpapahiwatig na ang Si ay bahagyang tumugon sa Li pagkatapos ng lithium supplementation.
Ang negatibong elektrod ng tin-carbon (Sn-C) ay direktang nakipag-ugnay sa lithium foil na na-infiltrate ng electrolyte sa loob ng 180 min upang madagdagan ang lithium. Ang hindi maibabalik na tiyak na kapasidad ng Sn-C ay nabawasan mula 680mAh/g( 63%) hanggang 65 mAh /g( 14%) pagkatapos ng lithium supplementation kapag sinubukan gamit ang half-cell sa 80 mA/g sa 0.01-2.00V.
Ang negatibong elektrod at LiNi0. 45Co0. 1Mn1. Ang 45O4 ay bumubuo ng isang buong baterya, ang ICE na nasubok sa 1. 0 C rate sa 3. 1 ~ 4. Ang 8 V ay malapit sa 100%, at ang cycle ay matatag at ang rate ng pagganap ay mabuti; 5. 0 C Ang discharge specific capacity ay umabot sa 110 mAh/g, na 14% na mas mababa kaysa sa discharge capacity sa 0.2 C.
Kahit na ang pre-lithiation ng negatibong elektrod ay maaaring makamit sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnay sa lithium foil, ang antas ng pre-lithiation ay hindi madaling kontrolin nang tumpak. Ang hindi sapat na lithiation ay hindi maaaring ganap na mapabuti ang ICE; at ang sobrang lithium supplementation ay maaaring bumuo ng metallic lithium coating sa ibabaw ng negatibong electrode.
Gamit ang isang panlabas na short circuit, ang negatibong electrode ng silicon oxide (c-SiOx) ay dinadagdagan ng lithium sa pamamagitan ng lithium foil. Ang eksperimento sa paghahambing ay nagpapakita na ang ICE ay maaaring i-maximize kapag ang paglaban sa panlabas na short circuit ay 100 Ω at ang maikling circuit time ay 30min. Ang mga pagsubok sa kalahating cell ay isinagawa sa c-SiOx bago at pagkatapos ng supplement ng lithium. Ang unang 5 cycle ng 0.07 C sa 0.01 hanggang 1.50 V ay nagpakita na ang Coulombic na kahusayan ng mga electrodes bago ang lithium supplementation ay 73.6%, 94.7%, 96.6%, 97.5% at 98.5%. 0%;
Ang kahusayan ng Coulombic ng mga electrodes pagkatapos ng lithium supplementation ay 94.9%, 95.7%, 97.2%, 97.9% at 98.3%. Ang buong baterya ay binubuo ng c-SiOx at LiNi0. 8 Co0. 15 Al0. 05 O2, at ang kasalukuyang 10 mA/g ay ginamit upang subukan sa 2. 5 ~ 4. 2 V. Ang 106.33 mAh /g ay tumaas sa 165.09mAh /g, ang ICE ay tumaas mula 58.85% hanggang 85.34%.
Ang kaligtasan ng lithium foil supplementation ay napabuti. Ang idinisenyong aktibong materyal/polymer/lithium metal na three-layer structure na negatibong elektrod ay maaaring maging stable sa ambient air (relative humidity na 10% hanggang 30%) sa loob ng 30 hanggang 60 minuto, na sapat na para sa negatibong elektrod upang maisagawa ang pagproseso.
Ang tatlong-layer na istraktura ay: isang metal lithium layer sa pamamagitan ng electrochemical deposition sa copper foil, ang lithium layer ay pinahiran ng polymethyl methacrylate (PMMA) protective layer at isang aktibong layer ng materyal. Sa pamamagitan ng pagbabago ng kapal ng lithium layer, ang antas ng lithium supplementation ay makokontrol. Pagkatapos mai-inject ang electrolyte sa baterya para matunaw ang PMMA, direktang kontakin ang lithium layer at ang aktibong materyal para makumpleto ang pre-lithiation. Sinubukan sa 0.1C sa 0.01-1.00 V, ang ICE ay tumaas mula 92.0% hanggang 99.7% gamit ang grapayt pagkatapos ng lithium supplementation na may tatlong-layer na istraktura; pagkatapos madagdagan ng lithium ang purong negatibong silikon na elektrod, halos walang pagkawala ng kapasidad sa unang pagsingil at paglabas. Kahit na ang paggamit ng lithium foil para sa lithium supplementation ay may magandang epekto, ang proseso ng lithium supplementation ay kailangang kumpletuhin sa isang pansamantalang baterya o electrochemical device, na mahirap i-scale up.
Stabilized Lithium Metal Powder (SLMP)
Ang supplementation ng Lithium powder ay iminungkahi ng FMC. Ang binuo na SLMP ay may partikular na kapasidad na hanggang 3600 mAh/g, at ang ibabaw ay pinahiran ng 2% hanggang 5% na lithium carbonate (Li2CO3) na manipis na layer, na maaaring magamit sa isang tuyong kapaligiran. Mayroong dalawang pangunahing paraan upang ilapat ang SLMP sa negatibong electrode pre-lithiation: pagdaragdag nito sa panahon ng proseso ng paghahalo ng slurry, o direktang pagdaragdag nito sa ibabaw ng negatibong electrode sheet.
Maginoo polymer lithium battery anode slurry, gamit ang polyvinylidene fluoride (PVDF) / methylpyrrolidone (NMP) o styrene butadiene rubber (SBR) + carboxymethyl cellulose (CMC) / deionized water system, ngunit ang SLMP at Polar solvents ay hindi magkatugma at maaari lamang i-dispers sa non -polar solvents gaya ng hexane at toluene, kaya hindi sila direktang maidagdag sa conventional slurry mixing process. L. Wang et al. ginamit ang SBR-PVDF/toluene system upang direktang paghaluin ang SLMP sa graphite electrode slurry. Una, ang grapayt at PVDF ay pinaghalo sa NMP solvent, at pagkatapos ng pagpapatuyo, nabuo ang PVDF-coated graphite; pagkatapos ay pinaghalo sa toluene ang SLMP, PVDF-coated graphite, at conductive carbon black; sa wakas, nadagdag ang SBR. Pagkatapos ng pre-lithiation ng negatibong electrode ng SLMP, ang ICE ng baterya ay tumaas mula 90.6% hanggang 96.2% sa ilalim ng mga kondisyon ng 0.01-1.00 V at 0.05 C.
Kung ikukumpara sa pagdaragdag nito sa panahon ng proseso ng paghahalo, ito ay mas simple at mas madaling direktang i-load ang SLMP sa dry anode surface. Ang negatibong electrode ng silicon (Si) -carbon nanotube (CNT) ay pre-lithiated gamit ang SLMP, at ang SLMP/toluene solution na may mass fraction na 3% ay ibinagsak sa ibabaw ng negatibong elektrod ng Si-CNT. Matapos ma-volatilize ang toluene solvent, isinagawa ang tableting at activation. . Pagkatapos ng pre-lithiation, ang unang hindi maibabalik na kapasidad ng negatibong elektrod ay nabawasan ng 20% hanggang 40%.
Ang SLMP ay dispersed sa isang xylene solution na naglalaman ng 1% SBR/polystyrene upang bumuo ng isang matatag na SLMP slurry. Ang SLMP slurry ay pinahiran sa ibabaw ng pinatuyong negatibong elektrod upang mapagtanto ang pre-lithiation ng negatibong elektrod tulad ng grapayt at SiO. Pagkatapos ng pre-lithiation, ang buong cell ng graphite|nickel-cobalt-manganese ternary material (NCM) ay nasubok sa 0.1 C sa 3.0~4.2 V, at tumaas ang ICE mula 82.35% hanggang 87.80%; % ay tumaas sa 88.12% pagkatapos ng prelithiation.
Lithium silicide powder
Kumpara sa micron-sized na SLMP, ang laki (100-200 nm) ng nano-lithium silicide (LixSi) ay mas maliit, na mas kanais-nais para sa dispersion sa negatibong elektrod. Bilang karagdagan, ang LixSi ay nasa isang pinalawak na estado, at ang pagbabago ng volume sa panahon ng pagbibisikleta ay hindi makakaapekto sa istraktura ng buong elektrod.
Sa kasalukuyan, kakaunti ang mga pag-aaral sa mga pandagdag na additives ng LixSi, at isinagawa ang mga pananaliksik sa pagpapabuti ng pagganap at katatagan ng lithium supplementation ng LixSi. Sa isang argon na kapaligiran, ang Li2O-coated na LixSi na materyal ay na-synthesize ng alloying reaction ng silicon at metallic lithium sa 200 ℃. Ang half-cell system ay sinisingil at pinalabas sa 0.05 C sa 0.01 hanggang 1.00 V. Pagkatapos magdagdag ng 15% LixSi, ang ICE ng silicon anode ay tumaas mula 76% hanggang 94%; ang ICE ng mesocarbon microspheres (MCMB) ay nagdagdag ng 9% na tumaas ang LixSi mula 75% na tumaas sa 99%; ang ICE ng graphite anode na may 7% LixSi ay nadagdagan mula 87% hanggang 99%.
Sa ilalim ng full-cell system, ang ICE ng graphite|LiFePO4 cells na may 7% LixSi karagdagan ay tumaas mula 77.6% hanggang 90.8%, at nagkaroon ng mas mataas na kapasidad sa mga sumunod na pagsubok sa pagbibisikleta.
Ang synthesized LixSi ay may mahusay na pagganap ng lithium supplementation, ngunit maaari lamang itong mapanatili ang relatibong katatagan sa tuyong hangin. Pagkatapos malantad sa tuyong hangin na may dew point na -50 °C sa loob ng 5 d, ang kapasidad ay nabubulok ng 30%, at ganap itong na-deactivate sa kapaligiran ng hangin. Upang mapabuti ang katatagan ng LixSi, maaaring gamitin ang 1-fluorodecane upang bawasan ang ibabaw ng particle upang bumuo ng isang siksik na patong. Matapos mailagay ang pinahiran na LixSi sa tuyong hangin sa loob ng 5 araw, halos walang pagpapalambing. Matapos mailagay sa hangin na may kamag-anak na kahalumigmigan na 10% sa loob ng 6 na oras, ang tiyak na kapasidad ay kasing taas pa rin ng 1604 mAh / 0.01-1.00 V at 0.02 C. g, ang rate ng pagpapanatili ng kapasidad ay umabot sa 77%.
Ang pagdaragdag ng 5% sa graphite anode para sa lithium supplementation, sa ilalim ng mga kondisyon ng 0.005-1.500 V at 0.05 C, ang ICE ay tumaas mula 87.0% hanggang 96.7%. Upang higit pang mapabuti ang katatagan ng LixSi, maaaring gamitin ang SiO at SiO2 upang palitan ang Si bilang mga hilaw na materyales upang ma-synthesize ang LixSi-Li2O na mga composite na materyales. Matapos mailagay ang composite sa hangin na may relatibong halumigmig na 40% sa loob ng 6 na oras, ang tiyak na kapasidad ay kasing taas ng 1240 mAh/g sa ilalim ng mga kondisyon na 0.01–1.00 V at 0.02 C. Ang LixSi-Li2O composites ay na-synthesize mula sa dalawa Ang mga hilaw na materyales ay nagpakita ng mahusay na pagganap ng lithium supplementation.
Electrolyzing lithium salt aqueous solution para sa lithium supplementation
Gumagamit man ito ng lithium foil, SLMP o lithium silicide powder upang madagdagan ang lithium, ang paggamit ng metal lithium ay kasangkot. Ang Lithium metal ay may mataas na presyo, mataas na aktibidad, at mahirap gamitin. Ang imbakan at transportasyon ay nangangailangan ng mataas na gastos para sa proteksyon. Kung ang proseso ng muling pagdadagdag ng lithium ay hindi kasangkot sa metal na lithium, ang gastos ay maaaring i-save at ang kaligtasan ng pagganap ay maaaring mapabuti. Ang Silicon ay dinagdagan ng lithium sa pamamagitan ng electrolyzing Li2SO4 aqueous solution sa isang electrolytic cell. Ang sacrificial electrode ay isang tansong kawad na nakalubog sa Li2SO4. Ang lithium supplementation reaction ay ipinapakita sa formula (1):
Electrolyzed sa isang kasalukuyang ng 1 A / g para sa 4.2 h, ang buong cell ng MnOx | Si pagkatapos ng lithium supplementation ay nasubok sa 0.5 hanggang 3.8 V, at ang mga tiyak na kapasidad ng 0.5 C, 1.0 C, 2.0 C, 4.0 C at 8.0 C ay 160 mAh/g, ayon sa pagkakabanggit , 136 mAh/g, 122 mAh/g, 108 mAh/g at 92 mAh/g.
Cathode Lithium Supplementation Technology
Kung ikukumpara sa mahirap at high-input na negatibong electrode lithium supplement, ang positive electrode lithium supplement ay mas simple. Ang isang tipikal na cathode lithium supplement ay ang pagdaragdag ng kaunting materyal na may mataas na kapasidad sa panahon ng proseso ng paghahalo ng slurry ng cathode. Sa panahon ng proseso ng pagsingil, ang Li+ ay kinukuha mula sa materyal na may mataas na kapasidad upang madagdagan ang hindi maibabalik na pagkawala ng kapasidad ng unang pagsingil at paglabas. Sa kasalukuyan, ang mga materyales na ginagamit bilang cathode lithium supplementary additives ay pangunahing kinabibilangan ng: lithium-rich compounds, nanocomposites batay sa conversion reactions, at binary lithium compounds.
Mga compound na mayaman sa Lithium
Ang hindi maibabalik na pagkawala ng kapasidad ng Si-C| LiNi0. 5Mn1. Ang buong cell ng 5O4 ay nabayaran sa pamamagitan ng paggamit ng materyal na mayaman sa lithium na Li1 + x Ni0. 5 Mn1. 5O4. Ang rate ng pagpapanatili ng kapasidad ng baterya gamit ang hybrid cathode para sa 100 cycle sa 3.00-4.78 V sa 0.33 C ay 75%, habang ang baterya na gumagamit ng purong LiNi0.5 Mn1. Ang 5 O4 cathode ay 51% lamang. Higit pa rito, ang density ng enerhiya ng Si-C|LiNi0.5Mn1.5O4 na baterya gamit ang hybrid cathode ay nadagdagan ng 25% kumpara sa graphite|LiNi0.5Mn1.5O4 na baterya.
Ang Li2NiO2 ay maaari ding gamitin bilang positibong lithium supplementary additive, ngunit ang katatagan nito sa hangin ay hindi maganda. Ang Li2NiO2 ay binago ng aluminum isopropoxide, at ang isang alumina-coated na Li2NiO2 na materyal na stable sa hangin ay na-synthesize, at ang lithium supplementation effect ay napakahusay. Ang walang idinagdag na LiCoO2|graphite full na baterya ay may ICE na 92% sa 2.75-4.20V at 0.2 C, at ang baterya na may 4% na Li2NiO2 na idinagdag ay halos walang pagkawala ng kapasidad, at ang pagganap ng rate ay hindi apektado ng mga additives.
Ang Li5FeO4 (LFO) ay idinagdag sa LiCoO2 cathode upang mabayaran ang pagkawala ng kapasidad ng hard carbon anode sa unang pagsingil. Ipinapakita ng mga half-cell test na ang unang charge-discharge (2.75-4.30V) specific capacity ng LiCoO2 positive electrode na may 7% LFO na idinagdag sa 0.1 C ay 233 mAh /g at 160 mAh /g, ayon sa pagkakabanggit, at ang hindi maibabalik na kapasidad ay nagkakahalaga ng 31%, na sapat upang mabayaran ang 22% ng matigas na carbon. Unang hindi maibabalik na pagkawala ng kapasidad. Ang mga resulta ng full-cell test (2.75-4.30 V, 0.05 C) ay nagpakita na ang LiCoO2|hard carbon full-cell na may 7% LFO na idinagdag ay may 14% na pagtaas sa reversible capacity, isang 10% na pagtaas sa density ng enerhiya, at isang pinahusay na pagganap ng ikot. Ang tiyak na pagpapanatili ng kapasidad pagkatapos ng 50 cycle ay bumuti mula sa mas mababa sa 90% hanggang sa higit sa 95%. Para sa LiCoO2 cathode na may idinagdag na LFO, ang mga proseso tulad ng slurry mixing at coating ay kailangang isagawa sa isang inert na kapaligiran, at ang katatagan ng LFO sa kapaligiran ng hangin ay kailangang mapabuti.
Nanocomposites batay sa mga reaksyon ng pagbabagong-anyo
Bagama't ang mga compound na mayaman sa lithium ay nakamit ang ilang partikular na epekto bilang mga additives na pandagdag ng lithium, ang unang epekto sa pagdaragdag ng lithium ay limitado pa rin ng mababang partikular na kapasidad. Dahil sa malaking charge/discharge voltage hysteresis, ang mga nanocomposite batay sa conversion reaction ay maaaring mag-ambag ng malaking halaga ng lithium sa unang proseso ng pag-charge ng baterya, habang ang lithium intercalation reaction ay hindi maaaring mangyari sa proseso ng discharge.
Ang mga katangian ng M/lithium oxide (Li2O), M/lithium fluoride (LiF), at M/lithium sulfide (Li2S) (M = Co, Ni at Fe) bilang cathode lithium supplementary additives ay sinisiyasat. Na-synthesize ang M/Li2O sa pamamagitan ng paghahalo ng MxOy at molten lithium sa ilalim ng argon atmosphere. Ang synthesized nano-Co/nano-Li2O (N-Co/N-Li2O) composite ay na-cycle sa 50 mA/g sa 4.1 hanggang 2.5 V, na may partikular na kapasidad na 619 mAh/g para sa unang pagsingil at 10 mAh/g lamang g para sa paglabas. ; Matapos malantad ang N-Co/NLi2O sa ambient air sa loob ng 8 h, ang delithiation specific capacity ay 51 mAh/g lamang na mas maliit kaysa sa paunang halaga, at pagkatapos ng 2 d, ang delithiation specific capacity ay 418 mAh/g pa rin, na nagpapahiwatig na ang NCo Ang /N -Li2O ay may magandang kapaligirang katatagan at tugma sa proseso ng produksyon ng mga komersyal na baterya. Katulad ng N-Co/N-Li2O, N-Ni/N-Li2O, N-Fe/N-Li2O ay mayroon ding mataas na tiyak na mga kapasidad sa pagsingil (506 mAh/g at 631 mAh/g, ayon sa pagkakabanggit) at napakababang mga discharge. kapasidad (ayon sa pagkakabanggit 11 mAh/g at 19 mAh/g), ang pagganap ng lithium supplement ay mahusay.
Ang LiF ay may mataas na nilalaman ng lithium at mahusay na katatagan, at ito ay isang potensyal na materyal na pandagdag sa lithium ng cathode. Ang mga nanomaterial ng M/LiF na binuo ng reaksyon ng conversion ay maaaring pagtagumpayan ang mga problema ng mababang electrical at ionic conductivity, mataas na electrochemical decomposition potential, at nakakapinsalang decomposition na mga produkto ng LiF, na ginagawa ang LiF na isang mahusay na cathode lithium supplementary additive. Ang delithiation specific capacity ng LiF/Co sa 4.2-2.5 V ay kasing taas ng 520 mAh/g, at ang lithium intercalation specific capacity ay 4 mAh/g lang, na nagpapahiwatig na ang lithium replenishment capacity ng LiF/Co ay umaabot sa 516 mAh/g . Ang delithiation specific capacity ng LiF/Fe sa 4.3-2.5 V ay 532 mAh/g, at ang lithium intercalation specific capacity ay 26 mAh/g, na nagpapahiwatig na ang lithium replenishment capacity ng LiF/Fe ay umaabot sa 506 mAh/g. Ang LiFePO4|Li half-cell na may 4.8% LiF/Co na idinagdag ay may partikular na kapasidad na 197 mAh/g para sa unang pagsingil sa 2.5-4.2 V sa 0.1 C, na 20.1% na mas mataas kaysa sa 164 mAh/g na walang LiF/Co. Ang mga tiyak na kapasidad ay magkatulad, at ang katatagan ng cycle ay hindi apektado ng mga additives.
Ang teoretikal na kapasidad ng Li2S ay umabot sa 1166 mAh/g, ngunit bilang isang lithium supplementary additive, marami pa ring problemang dapat lutasin, tulad ng compatibility sa electrolyte, mahinang pagkakabukod, at mahinang katatagan sa kapaligiran. Napag-alaman na ang mga problemang ito ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pagpasok ng mga metal sa Li2S upang bumuo ng L2S/M composites. Ang Li2S/Co na na-synthesize mula sa CoS2 at Li metal ay may lithium-replenishing capacity na 670 mAh/g. Ang LFP electrode na may idinagdag na 4.8% Li2S/Co ay may partikular na kapasidad na 204 mAh/g para sa unang singil sa 2.5-4.2 V na may 0.1 C, na 42 mAh/g na mas mataas kaysa sa electrode na walang karagdagan. Ang Li2S/Fe na na-synthesize mula sa FeS2 at metal na Li ay may kapasidad na muling pagdadagdag ng lithium na 480 mAh/g. Kahit na ang kapasidad ng muling pagdadagdag ng lithium ay mas mababa kaysa sa Li2S/Co, ang hilaw na materyal na FeS2 ay sagana at mura, kaya ang komersyal na pag-asam ng Li2S/Fe ay mas mahusay. Kahit na ang lithium-rich compound ay may mas mataas na lithium replenishment capacity, ang nanocomposite batay sa conversion reaction ay mananatiling hindi aktibo na mga metal oxide, fluoride at sulfide pagkatapos ng unang lithium replenishment, na nagpapababa sa energy density ng baterya.
Binary Lithium Compounds
Kung ikukumpara sa mga lithium-rich oxides (mga 300 mAh/g) at conversion reaction composites (500-700 mAh/g), ang theoretical specific capacity ng binary lithium compounds ay mas mataas. Ang theoretical specific capacities ng Li2O2, Li2O, at Li3N ay umaabot sa 1168 mAh/g, 1797 mAh/g, at 2309 mAh/g, ayon sa pagkakabanggit. Kaunting karagdagan lamang ang kailangan upang makamit ang katulad na epekto ng supplementation ng lithium. Sa teorya, ang mga nalalabi ng mga materyales na ito pagkatapos ng lithium supplementation ay O2, N2, atbp., na maaaring maubos sa panahon ng pagbuo ng SEI film sa baterya.
Ang komersyal na Li3N ay giniling sa pulbos na may laki ng butil na 1 hanggang 5 μm, na ginamit bilang pandagdag na additive ng lithium. Sa half-cell system, ang LiCoO2 electrodes na may 1% at 2% na Li3N ay idinagdag, ang mga tiyak na kapasidad ng unang singil sa 0.1 C sa 3.0-4.2 V ay 167.6 mAh/g at 178.4 mAh/g, ayon sa pagkakabanggit, na 18.0 mAh. /g mas mataas kaysa sa purong LiCoO2. g, 28.7 mAh/g. Ang kapasidad ng paglabas ng LiCoO2 | Ang buong cell ng SiOx /C@Si na may pagdaragdag ng 2% Li3N sa 0.5 C sa 1.75 hanggang 4.15 V ay tumaas ng 11% kumpara sa buong cell nang walang pagdaragdag ng additive. Upang malutas ang problema ng conductivity ng mixed electrode, ang Li3N ay idineposito sa ibabaw ng LiCoO2 electrode, na maaaring mabawasan ang impluwensya sa conductivity ng electrode. Ang buong baterya na may 5% additive na nakadeposito sa ibabaw ng positive electrode ay may discharge specific capacity na 126.3 mAh/g, na 14.6 mAh/g na mas mataas kaysa sa baterya na walang additives, at ang rate ng performance ay katulad ng ang pagganap ng ikot.
Bilang karagdagan, ang pag-load ng Li3N sa dry electrode surface ay maaaring maiwasan ang hindi pagkakatugma ng Li3N sa mga slurry solvents tulad ng methylpyrrolidone.
Ang komersyal na Li2O2 ay hinaluan ng LiNi0. 33 Co0. 33 Mn0. 33 O2 (NCM) upang mabayaran ang pagkawala ng lithium sa unang pagsingil ng graphite anode. Ang NCM sa hybrid electrode ay gumaganap ng dalawahang papel ng aktibong materyal at katalista. Para sa mahusay na catalytic decomposition ng Li2O2, 1% NCM-6 h (NCM nakuha sa pamamagitan ng ball milling para sa 6 h) ay idinagdag sa cathode. Ang graphite|NCM/NCM-6 h/2% Li2O2 full cell ay na-charge at na-discharge sa 2.75 hanggang 4.60 V, at ang unang reversible specific capacity sa 0.1 C ay 207.1mAh/g, na 7.8% na mas mataas kaysa sa graphite |NCM buong cell; 0.3 C reversible specific capacity Ito ay 165.4 mAh/g, na 20.5% na mas mataas kaysa sa graphite|NCM full battery. Ang pagsubok ay nagpapakita na ang oxygen na inilabas ng agnas ng Li2O2 ay uubusin ang limitadong Li+ sa buong cell, na nagreresulta sa halatang pagkabulok ng kapasidad sa buong cell na may karagdagan ng Li2O2, ngunit ang kapasidad ay maaaring mabawi pagkatapos maubos ang gas. Ang unang pag-charge ng baterya sa aktwal na proseso ng produksyon ay isinasagawa sa isang bukas na sistema, at ang gas na nabuo sa pamamagitan ng pagbuo ng SEI film at ilang mga side reaction ay ilalabas bago mag-sealing, kaya ang epekto na dulot ng paglabas ng O2 ay maaaring mababawasan.
Ang epekto ng micron-sized na Li2O bilang positibong lithium supplementary additive ay pinag-aralan, at ang SiO-SnCoC|Li1.2Ni0.15Mn0.55Co0.1O2 full cell na may 20% Li2O na idinagdag, ang unang discharge specific capacity sa 10 mA/g sa 2.0 ~ 4.5 V cycle Mula 176 mAh/g hanggang 254 mAh/g. Ipinapakita ng mga eksperimentong resulta na ang materyal na mayaman sa lithium na Li1.2Ni0.15Mn0.55Co0.1O2 ay gumaganap ng dalawahang tungkulin ng aktibong materyal at katalista.
Konklusyon
Kung ikukumpara ang dalawang paraan ng pag-replenishing ng lithium para sa mga baterya ng polymer lithium, ang ruta ng pag-replenishing ng lithium ng negatibong-electrode ay may mataas na kapasidad para sa mga reagent na nagre-replenishing ng lithium (lithium foil, lithium powder, at lithium silicide powder), ngunit ang operasyon ay kumplikado at nangangailangan ng mataas na kapaligiran. mga kinakailangan; sa pamamagitan ng pagdaragdag ng lithium-replenishing additives sa positive electrode Ang positive electrode lithium supplementation route ay higit na mataas sa mataas na kaligtasan at katatagan, at mahusay na compatibility sa kasalukuyang proseso ng produksyon ng baterya.
Baterya ng Keheng Self-Heating
100AH 12V Low Temperature Heating Enable
Saklaw ng Mga Produkto ng Keheng New Energy
Portable na istasyon ng kuryente
Mga sistema ng imbakan ng enerhiya ng ESS
MGA DEEP CYCLE BATTERIES na May BMS(lifepo4 Lithium Battery)
1 naisip sa "Ilang mga paraan ng muling pagdadagdag ng baterya ng polymer lithium"
Kumusta, Salamat sa pagbabahagi ng nagbibigay-kaalaman na post na ito! Talagang nasiyahan ako sa pagbabasa tungkol sa iyong pananaw sa paksang ito at pinahahalagahan ang insight na ibinigay mo. Natagpuan ko ang impormasyong ipinakita mo na lubhang kapaki-pakinabang at kapaki-pakinabang sa akin. Inaasahan kong magbasa ng higit pang mga post mula sa iyo sa hinaharap! Sana ay mabasa mo rin ang aking mga sinulat na may kinalaman sa kalusugan, at sana ay makapagdagdag din ng insight sa ating lahat ang aking pagsusulat.