您好!欢迎来到丰镇市宏升炭素有限公司官网!
石墨电极加工供应商

晋、冀、蒙地区电极石墨化加工企业

 

咨询热线: 13700520997

联系我们
咨询热线
13700520997
全国售后热线:
0474-2293331
邮箱:1075922670@qq.com
地址:内蒙古丰镇市氟化学工业园区
当前位置:首页 > 资讯动态 > 公司新闻  
石墨电极的锂化与膨胀过程
作者:admin    发布日期:2018/10/8     关注次数:     二维码分享
乌兰察布石墨电极锂离子电池鼓胀是一个常见的问题,特别是大的铝壳和软包电池,锂电池鼓胀的原因分为两类,一是电池极片的厚度变化导致的鼓胀;二是由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。电池鼓胀,一方面电池厚度和应力的改变可能引起电池性能的变化,对电池的寿命和可靠性造成不利的影响。另一方面也制约了电池的成组设计。

电池内部产气是导致电池鼓胀的一个重要原因,无论是电池在常温循环、高温循环、高温搁置时,其均会产生不同程度的鼓胀产气。据目前研究结果显示,引起电芯胀气的本质是电解液发生分解所致。电解液分解有两种情况,一个是电解液有杂质,比如水分和金属杂质使电解液分解产气,另一个是电解液的电化学窗口太低,造成了充电过程中的分解,电解液中的EC、DEC等溶剂在得到电子后,均会产生自由基,自由基反应的直接后果就是产生低沸点的烃类、酯类、醚类和CO2等。

电池极片的厚度变化又存在以下几种情况:
(1)极片辊压后,搁置时厚度的反弹,压实密度越大反弹越大;在相同的应力下,粘接剂弹性模量越大,极片搁置反弹越小,干燥也会导致极片反弹。
(2)极片吸收电解液溶胀,极片厚度增加。
(3)充放电过程中,锂嵌入导致晶格参数变化引起的电极膨胀。
本文主要介绍锂离子电池石墨负极锂化以及极片膨胀过程。

石墨纽扣半电池锂化以及极片膨胀过程如图1所示,第一次放电锂化时,随着锂离子嵌入石墨层间,电极电势逐渐降低,而极片厚度膨胀率逐渐增加。整个过程可以分为a~e多个阶段,随着石墨层间嵌入的锂含量增加(x逐渐增加),LixC6 存在几种不同的相,表1列出了这几种相的特征,x表示化合物LixC6中锂的摩尔含量,d是晶格参数石墨层间距,随着锂嵌入量增加,石墨从2H相依次转变,SOC50%时,转变为LiC12,完全锂化后变为LiC6,理论容量为372 mAh/g。这个转变过程中,层间距d逐步增加,从而导致极片厚度增加。


山西石墨电极


图所示中,各个阶段锂化和膨胀过程如下:
(1)f+e区间:石墨首次锂化时,在800 mV-200 mV电压区间,主要是SEI膜形成过程、极片中的颗粒重排过程,以及2 H  => 1 L的过程,总体极片膨胀率大概1.5%。
(2)d+c区间:在200 mV-100 mV 电压区间,主要发生1 L=>4 L=>3 L 转变过程,极片膨胀率大概也是1.5%。
(3)b区间: 在100 mV电压平台,主要发生 3 L =>2过程,在这个过程中,极片几乎不发生膨胀。
(4)a区间:在70 mV电压平台,主要发生 2 =>1过程,在这个过程中,极片膨胀率大概为1.2%。

随后的脱锂过程,除了SEI膜形成外,各个阶段几乎是不可逆的。脱锂电压变化过程依次经历a、b、c、d、e过程,对应的极片个膨胀过程依次为A、B、C、D、E。从图中可见,在B区间,极片几乎不发生膨胀,膨胀曲线斜率几乎为0,这个阶段主要发生3 L => 2过程。我们从转变过程的层间距变化可以解释这个现象。膨胀曲线的斜率D可以由下式推导,根据个阶段的层间距变化以及锂含量变化计算,根据下面计算结果可见,3 L => 2转变斜率远小于其他过程,因此,膨胀几乎不发生。


乌兰察布石墨电极


相关产品
网站首页 |石墨电极 |碳化硅 |产品中心 |关于宏升炭素 |客户案例 |荣誉资质 |资讯动态 |客户见证 |联系我们

版权所有:丰镇市宏升炭素有限公司0

  备案号: 蒙ICP备16005771号 网站地图 RSS XML 大同|介休|石家庄|
联系人:吕总  手机:18063309507   全国服务热线 :0474-2293331   邮 箱:1075922670@qq.com  
技术支持:远景电商   万家灯火
丰镇市宏升炭素有限公司主要从事山西石墨电极 石家庄石墨电极 大同碳化硅 乌兰察布石墨电极 的产品,欢迎前来咨询!
13700520997
扫一扫 访问手机站