Mekanis nan fòmasyon ak prevansyon nan ityòm dendritik

Fòm:

Pou mete li tou senpleman, ityòm dendritik vle di ke kontni an nan ityòm entegre nan grafit la depase tolerans li yo, ak iyon yo ityòm depase pral konbine avèk elektwon yo shuttled soti nan elektwòd la negatif epi yo kòmanse depoze sou sifas la nan elektwòd negatif la. Nan pwosesis la nan chaje batri a, deyò a bay yon vòltaj deyò a, se konsa ke iyon yo ityòm andedan materyèl la elektwòd pozitif ka ekstrè nan mwayen an elektwolit. Menm jan an tou, iyon yo ityòm nan elektwolit la ap deplase nan kouch kabòn lan anba kondisyon diferans vòltaj ekstèn lan. Graphite gen yon kanal kouch, ak ityòm pral antre nan kanal la pou fòme yon konpoze kabòn-ityòm ak kabòn, fòme yon konpoze entèrkalite grafit tankou LiCx (x=1 ~ 6). Reyaksyon elektwochimik sou elektwòd negatif yon batri ityòm ka eksprime pa fòmil sa a:

Nan fòmil sa a, gen yon paramèt ki se, si de yo adisyone, ityòm dendritik yo pral pwodwi. Isit la se yon konsèp ke tout moun abitye avèk, konpoze entèrkalite grafit. Konpoze grafit entlaminèr (GICs pou kout) se konpoze kristalin ki itilize metòd fizik oswa chimik pou mete reaktan ki pa kabòn ant kouch grafit epi konbine avèk avyon rezo egzagonal kabòn lan pandan y ap kenbe estrikti grafit an kouch.

Karakteristik:

Dendrit ityòm jeneralman depoze sou pozisyon kontak ant separatè a ak elektwòd negatif la. Elèv ki gen eksperyans nan demonte pil ta dwe souvan jwenn yon kouch materyèl gri sou separateur la. Wi, li se presipitasyon ityòm. Dendrite ityòm se yon metal ityòm ki fòme apre iyon ityòm resevwa elektwon, ak metal ityòm pa kapab fòme iyon ityòm pou patisipe nan chaj la ak reyaksyon egzeyat nan batri a, sa ki lakòz yon diminisyon nan kapasite batri. Dendrit ityòm ap grandi nan sifas elektwòd negatif la nan direksyon separasyon an. Si metal ityòm kontinyèlman depoze, li pral evantyèlman pèse séparation a ak lakòz yon kous kout nan batri a, sa ki lakòz pwoblèm sekirite batri.

Enfliyanse faktè:

Faktè prensipal ki afekte fòmasyon nan ityòm dendritik yo se: brutality nan sifas la elektwòd negatif, gradyan nan konsantrasyon ityòm ion, dansite aktyèl, elatriye Anplis de sa, fim nan SEI, ki kalite elektwolit, konsantrasyon nan solit, ak distans la efikas ant elektwòd yo pozitif ak negatif tout afekte dendritik la Fòmasyon nan ityòm gen yon enfliyans sèten.

1. Sifas brutality nan elektwòd negatif

Brutalite sifas elektwòd negatif la afekte fòmasyon ityòm dendritik. Sifas la rude, plis fezab nan fòmasyon nan ityòm dendritik. Fòmasyon nan ityòm dendritik enplike nan electrochemistry, kristalografi, tèrmodinamik, ak sinetik. David R. Ely Gen yon deskripsyon detaye nan atik la.

2. Lityòm ion konsantrasyon gradyan ak distribisyon

Apre iyon ityòm yo ekstrè nan materyèl elektwòd pozitif la, yo pase nan elektwolit la ak separatè a epi aksepte elektwon nan elektwòd negatif la. Pandan pwosesis chaje a, konsantrasyon ityòm ion elektwòd pozitif la piti piti ogmante, ak konsantrasyon ityòm ion elektwòd negatif la diminye akòz aksepte kontinyèl elektwon yo. Nan yon solisyon delye ak yon dansite segondè aktyèl, konsantrasyon nan ion yo ap vin 0. Sou baz sa a, Fleury et al. Modèl la etabli ak Chazalviel montre ke lè konsantrasyon ion la redwi a 0, elektwòd negatif la ap fòme yon chaj espas lokal epi fòme yon estrikti dendritik. To kwasans lan nan estrikti a dendritik se menm bagay la kòm pousantaj la migrasyon ion nan elektwolit la.

3. Dansite aktyèl la

Nan atik Dendrite Kwasans lan nan sistèm ityòm / Polymers, otè a kwè ke to kwasans tip nan ityòm dendritik se pre relasyon ak dansite aktyèl la, jan yo montre nan fòmil sa a:

Si se dansite aktyèl la redwi, kwasans lan nan ityòm dendritik ka retade nan yon sèten mezi, jan yo montre nan figi ki anba a:

Kouman pou fè pou evite:

Mekanis fòmasyon nan ityòm dendritik toujou klè, men gen anpil modèl kwasans nan metal ityòm. Dapre fòmasyon nan ityòm dendritik ak faktè enfliyanman, fòmasyon nan ityòm dendritik ka evite nan aspè sa yo:

1). Kontwole flatness nan sifas materyèl negatif elektwòd la.

2). Gwosè patikil elektwòd negatif yo ta dwe pi piti pase reyon kritik thermodynamic la.

3). Regle mouyabilite nan electrodeposits.

4). Limite potansyèl la plating anba valè kritik la. Anplis de sa, mekanis tradisyonèl chaje ak dechaje a ka amelyore. Pou egzanp, metòd la batman kè ka konsidere.

5). Ajoute aditif elektwolit ki estabilize koòdone negatif elektwòd-elektwolit la

6). Ranplase elektwolit likid ak segondè-fòs jèl / elektwolit solid

7). Etabli yon wo-fòs ityòm anod sifas kouch pwoteksyon

Finalman, kite de kesyon nan fen atik la pou tout moun diskite:

1). Ki kote reyaksyon electrochemical nan ityòm ion rive? Youn nan se transfè a mas solid-faz apre reyaksyon an electrochemical nan iyon ityòm sou sifas la grafit rive nan saturation. Dezyèm lan se ke iyon ityòm emigre nan kouch yo grafit nan limit yo grenn nan kristalit yo grafit, ak reyaji nan grafit la.

2). Èske reyaksyon ki genyen ant iyon ityòm ak grafit fòme konpoze kabòn-ityòm ak ityòm dendritik fèt ansanm oswa sekans?