No processo de produção,pessoal, equipamento, matérias-primas, métodos, eambientesão os principais fatores que afetam a qualidade dos produtos da bateria de fosfato de ferro-lítio, dos quais pessoal e equipamento pertencem à categoria de gestão, por isso discutimos principalmente os três últimos fatores de influência.
causada por impurezas no material ativo do eletrodo
Durante a síntese do LiFePO4, há vestígios de impurezas como Fe2P, Fe e Fe4(P2O7)3, que podem ser reduzidas na superfície do eletrodo negativo e podem perfurar o separador, causando curtos-circuitos internos.
LiFePO4 exposto ao ar por um longo tempo pode se deteriorar devido à umidade, e o mecanismo de envelhecimento é o seguinte. Nos estágios iniciais do envelhecimento, um ferro fosfato não cristalino se forma na superfície do material, que é semelhante em composição e estrutura ao LiFePO4(OH). À medida que os íons OH são incorporados, o LiFePO4 é gradualmente consumido, resultando em um aumento no volume. Então, a recristalização forma lentamente o LiFePO4(OH).
Enquanto isso, as impurezas em LiFePO4, como Li3PO2, exibem inatividade eletroquímica. Quanto maior o teor de impurezas no eletrodo negativo de grafite, maior a perda de capacidade irreversível causada pelas impurezas (menor a perda de capacidade reversível).
causada pelo método de formação
A perda irreversível de íons de lítio ativos é refletida primeiramente nos íons de lítio consumidos durante a formação de um filme de interface de eletrólito sólido (filme SEl). Foi descoberto que aumentar a temperatura de formação causaria mais perda irreversível de íons de lítio, porque a proporção de componentes inorgânicos no filme SEl aumentaria quando a temperatura de formação fosse aumentada, e o gás liberado durante o processo de transformação do componente orgânico ROCOLi para o componente inorgânico LiCO causaria mais defeitos no filme SEI.
Os íons de lítio solvatados por esses defeitos serão incorporados no eletrodo negativo do grafite em grandes números. Durante a formação, a composição e a espessura do filme SEl formado por pequena carga de corrente são uniformes, mas consomem tempo. A alta carga de corrente causará mais reações colaterais, resultando em perda irreversível de íons de lítio, a impedância da interface negativa também aumentará, mas economizará tempo. Agora, o modo de formação mais usado é pequena corrente constante - grande corrente constante e tensão, de modo que as vantagens de ambos podem ser levadas em consideração.
É ainda provado por método eletroquímico que a ativação da bateria afeta a estabilidade do filme SEI. Quanto maior a estabilidade do filme SEI, menor a taxa de autodescarga da bateria.
causado pela água no ambiente de produção
Na produção real, a bateria inevitavelmente entrará em contato com o ar, porque os materiais dos eletrodos positivos e negativos são, em sua maioria, partículas de mícron ou nanômetro, e as moléculas de solvente no eletrólito têm grandes grupos carboxila eletronegativos e ligações duplas carbono-carbono metaestáveis, que são fáceis de absorver água no ar.
A reação entre as moléculas de água e os sais de lítio no eletrólito (especialmente LiPF6) não só consome o eletrólito (decomposição para formar PF5), mas também produz a substância ácida HF. PF5 e HF destruirão o filme SEI, e HF também promoverá a corrosão de substâncias ativas LifePO4. As moléculas de água também delitiam parte do ânodo de grafite embutido com lítio, formando uma rede de hidróxido de lítio na parte inferior do filme SEI.
causada pelo O2 dissolvido no eletrólito
Além disso, o O2 dissolvido no eletrólito também acelera o envelhecimento das baterias LiFePO4.
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