En ĉi tiu artikolo, la troŝarga agado de 40Ah-saka baterio kun pozitiva elektrodo NCM111+LMO estas studita per eksperimentoj kaj simulaĵoj.La troŝargaj fluoj estas 0.33C, 0.5C kaj 1C, respektive.La grandeco de la kuirilaro estas 240mm * 150mm * 14mm.(kalkulita laŭ la taksita tensio de 3.65V, ĝia volumena specifa energio estas ĉirkaŭ 290Wh/L, kiu estas ankoraŭ relative malalta)
La tensio, temperaturo kaj interna rezisto ŝanĝoj dum la troŝarga procezo estas montritaj en Bildo 1. Ĝi povas esti proksimume dividita en kvar stadiojn:
La unua etapo: 1
La dua etapo: 1.2
La tria etapo: 1.4
La kvara etapo: SOC>1.6, la interna premo de la kuirilaro superas la limon, la envolvaĵo krevas, la diafragmo ŝrumpas kaj misformiĝas, kaj la termika forkuriĝo de la kuirilaro.Kurta cirkvito okazas ene de la baterio, granda kvanto da energio estas liberigita rapide, kaj la temperaturo de la baterio akre altiĝas ĝis 780 °C.
La varmo generita dum la troŝarga procezo inkluzivas: reigebla entropia varmo, Joule-varmo, kemia reakcia varmo kaj varmego liberigita per interna kurta cirkvito.La varmo de kemia reakcio inkluzivas la varmegon liberigitan de la dissolvo de Mn, la reago de metala litio kun la elektrolito, la oksigenado de la elektrolito, la putriĝo de la SEI-filmo, la malkomponaĵo de la negativa elektrodo kaj la malkomponaĵo de la pozitiva elektrodo. (NCM111 kaj LMO).Tablo 1 montras la entalpian ŝanĝon kaj aktivigan energion de ĉiu reago.(Ĉi tiu artikolo ignoras flankajn reagojn de ligiloj)
Bildo 3 estas komparo de la varmogenera indico dum troŝargado kun malsamaj ŝargaj fluoj.La sekvaj konkludoj povas esti tiritaj de Bildo3:
1) Dum la ŝarga fluo pliiĝas, la termika forkurenta tempo progresas.
2) La varmoproduktado dum troŝarĝado estas regata de Joule-varmo.SOC<1.2, la totala varmoproduktado estas baze egala al Joule-varmo.
3) En la dua etapo (1
4) SOC>1.45, la varmo liberigita de la reago de metala litio kaj elektrolito superos Joule-varmon.
5) Kiam SOC>1.6, la malkompona reago inter SEI-filmo kaj negativa elektrodo komenciĝas, la varmoproduktada indico de elektrolita oxidada reago akre pliiĝas, kaj la totala varmoproduktadrapideco atingas la pintan valoron.(La priskriboj en 4 kaj 5 en la literaturo estas iom malkongruaj kun la bildoj, kaj la bildoj ĉi tie regos kaj estis alĝustigitaj.)
6) Dum la troŝarga procezo, la reago de metala litio kun la elektrolito kaj la oksigenado de la elektrolito estas la ĉefaj reagoj.
Per ĉi-supra analizo, la oksigenada potencialo de la elektrolito, la kapacito de la negativa elektrodo kaj la komenca temperaturo de termika forkuro estas la tri ŝlosilaj parametroj por troŝargi.Bildo 4 montras la efikon de tri ŝlosilaj parametroj sur troŝarĝa agado.Videblas, ke la pliiĝo de la oksida potencialo de la elektrolito povas multe plibonigi la superŝargan agadon de la baterio, dum la kapablo de la negativa elektrodo malmulte efikas sur la troŝarga agado.(En aliaj vortoj, la alttensia elektrolito helpas plibonigi la troŝarĝan agadon de la baterio, kaj pliigi la N/P-proporcion havas malmulte da efiko al la troŝarga rendimento de la baterio.)
Referencoj
D. Ren et al.Journal of Power Sources 364 (2017) 328-340
Afiŝtempo: Dec-15-2022