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ywuweizi版主 (著名寫手)
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[交流]
討論鋰電池中鋰枝晶的形成 已有8人參與
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石墨中所嵌入的鋰的含量超過(guò)了它所承受的范圍，那么多余的鋰離子就會(huì)和負(fù)極中穿梭而來(lái)的電子結(jié)合，在負(fù)極表面上開(kāi)始沉積（deposition）。而對(duì)于要形成鋰枝晶，一個(gè)必要的條件就是，負(fù)極的表面是不平整的（roughness），這樣就會(huì)給鋰枝晶的形成提供產(chǎn)所和便利。這時(shí)候的鋰是沉積在隔膜和負(fù)極的接觸部位，但是生長(zhǎng)的方向是沿著從負(fù)極→隔膜的走向，因此反應(yīng)發(fā)生的地點(diǎn)是在負(fù)極與電解液的界面上。 Cohen提出的模型是基于復(fù)雜的SEI膜生長(zhǎng)的，他們的觀點(diǎn)在非水電解液中，由于在活性物質(zhì)表面形成，其界面上反應(yīng)活性點(diǎn)多，形成了馬賽克狀多層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了SEI形成的不均衡，SEI的厚度不均和離子導(dǎo)電性差異，進(jìn)而引起 SEI的局部沉積和溶解，也使活性物質(zhì)層和SEI膜部分。 Micromorphological Studies of Lithium Electrodes in Alkyl Carbonate Solutions Using in Situ Atomic Force Microscopy Yamaki 等人提出了晶須生長(zhǎng)的理論，他們認(rèn)為鋰枝晶生長(zhǎng)模式是晶須生長(zhǎng)，鋰的沉積位置是膜上具有更高離子電導(dǎo)率和晶界以及缺陷的位置，這導(dǎo)致了鋰原子分布的不均勻和造成SEI膜下應(yīng)力分布的不均，為了緩解這類應(yīng)力，鋰的表面張力會(huì)促使其穿透SEI膜形成晶須，而鋰沉積繼續(xù)在鋰基底上而非晶須，最終使鋰電極表面長(zhǎng)滿晶須，長(zhǎng)時(shí)間的沉積使電極表面被長(zhǎng)晶須覆蓋，阻礙鋰離子的繼續(xù)傳輸，然后鋰才會(huì)沉積才晶須的連接處和尖端（這些地方一般都有缺陷），由于這類“粗大”連接的出現(xiàn)，鋰沉積的電流密度變得很小，使其繼續(xù)成為顆粒狀的鋰枝晶或者非晶鋰。[A consideration of the morphology of electrochemically deposited lithium in an organic electrolyte] |
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小木蟲(chóng): 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
ywuweizi: 金幣+1 2016-12-07 09:17:40
小木蟲(chóng): 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
ywuweizi: 金幣+1 2016-12-07 09:17:40
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這種解釋不能令人完全信服，我個(gè)人的觀察和分析是由正負(fù)于極板間的電場(chǎng)分布不均勻性以及電極幾何中心處的電解液傳導(dǎo)離子運(yùn)動(dòng)速度不可能相等且運(yùn)動(dòng)緩慢，所謂的表面晶格取向和原子定位不同也是這個(gè)原因的微觀表征�？傊请姌O間的質(zhì)能分布不均勻性在充電還原過(guò)程中的鏈?zhǔn)蒋B加效應(yīng)，不僅僅是鋰，其他所有化學(xué)還原法充電的電池都有這個(gè)現(xiàn)象。所謂枝晶不嚴(yán)重不過(guò)是枝晶的機(jī)械強(qiáng)度的大小以及阻礙枝晶生長(zhǎng)的尖端放電現(xiàn)象的強(qiáng)弱差別而已。這就是脈沖充電，電解液循環(huán)，交流脈沖充電，大面積表層晶核誘導(dǎo)，側(cè)電極充電，震動(dòng)電極充電等等種類繁多的充電形式的主要理論依據(jù)。所以說(shuō)對(duì)于電動(dòng)汽車延長(zhǎng)電池壽命的一個(gè)有效方法是，在禁止停車狀態(tài)千萬(wàn)不要過(guò)充電，最好充到85%以下就停止，然后在開(kāi)車時(shí)利用車子在顛簸震動(dòng)狀態(tài)時(shí)由內(nèi)燃機(jī)發(fā)電對(duì)電池繼續(xù)充電到滿負(fù)荷， 發(fā)自小木蟲(chóng)Android客戶端 |
5樓2016-12-07 06:05:00
z1demon
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2樓2016-12-06 21:32:23
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3樓2016-12-07 03:34:41
godsdream09
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小木蟲(chóng): 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
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鋰枝晶也是可以傳導(dǎo)鋰離子，為什么是基底先長(zhǎng)滿晶須后才去沉積尖端連接處呢？ 發(fā)自小木蟲(chóng)IOS客戶端 |
4樓2016-12-07 03:44:21
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