Ինչու՞ է խափանում լիթիումի երկաթի ֆոսֆատի մարտկոցը:

Լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ մարտկոցների խափանման պատճառի կամ մեխանիզմի ըմբռնումը շատ կարևոր է մարտկոցի աշխատանքը բարելավելու և դրա լայնածավալ արտադրության և օգտագործման համար: Այս հոդվածում քննարկվում են կեղտերի, ձևավորման մեթոդների, պահեստավորման պայմանների, վերամշակման, գերլիցքավորման և ավելորդ լիցքաթափման ազդեցությունը մարտկոցի խափանումների վրա:

1. Արտադրության գործընթացում ձախողում

Արտադրության գործընթացում անձնակազմը, սարքավորումները, հումքը, մեթոդները և շրջակա միջավայրը հիմնական գործոններն են, որոնք ազդում են արտադրանքի որակի վրա: LiFePO4 էներգիայի մարտկոցների արտադրության գործընթացում անձնակազմը և սարքավորումները պատկանում են կառավարման շրջանակին, ուստի մենք հիմնականում քննարկում ենք վերջին երեք էֆեկտների գործոնը:

Ակտիվ էլեկտրոդի նյութի կեղտը առաջացնում է մարտկոցի խափանում:

LiFePO4-ի սինթեզի ընթացքում կլինեն փոքր քանակությամբ կեղտեր, ինչպիսիք են Fe2O3 և Fe: Այս կեղտերը կնվազեն բացասական էլեկտրոդի մակերեսին և կարող են ծակել դիֆրագմը և առաջացնել ներքին կարճ միացում: Երբ LiFePO4-ը երկար ժամանակ ենթարկվում է օդի, խոնավությունը կվատթարացնի մարտկոցը: Ծերացման վաղ փուլում նյութի մակերեսին առաջանում է ամորֆ երկաթի ֆոսֆատ։ Նրա տեղական կազմը և կառուցվածքը նման են LiFePO4(OH); OH-ի ներդրմամբ LiFePO4-ը անընդհատ սպառվում է, դրսևորվում է ծավալի ավելացման տեսքով. հետագայում դանդաղորեն վերաբյուրեղացավ՝ առաջացնելով LiFePO4(OH): LiFePO3-ի Li4PO4 կեղտը էլեկտրաքիմիապես իներտ է: Որքան բարձր է գրաֆիտի անոդի անմաքրության պարունակությունը, այնքան մեծ է հզորության անդառնալի կորուստը:

Մարտկոցի ձախողումը, որը առաջացել է ձևավորման մեթոդով

Ակտիվ լիթիումի իոնների անդառնալի կորուստը նախ արտացոլվում է լիթիումի իոնների մեջ, որոնք սպառվում են պինդ էլեկտրոլիտի միջերեսային թաղանթը ձևավորելիս: Ուսումնասիրությունները պարզել են, որ ձևավորման ջերմաստիճանի բարձրացումը կհանգեցնի լիթիումի իոնների ավելի անդառնալի կորստի: Երբ ձևավորման ջերմաստիճանը մեծանում է, SEI թաղանթում անօրգանական բաղադրիչների մասնաբաժինը կավելանա: ROCO2Li օրգանական մասից Li2CO3 անօրգանական բաղադրիչի փոխակերպման ժամանակ արտանետվող գազը SEI թաղանթում ավելի շատ թերություններ կառաջացնի: Այս արատներով լուծված լիթիումի իոնների մեծ քանակությունը կտեղադրվի գրաֆիտի բացասական էլեկտրոդում:

Ձևավորման ընթացքում ցածր հոսանքի լիցքավորման արդյունքում ձևավորված SEI ֆիլմի կազմը և հաստությունը միատեսակ են, բայց ժամանակատար. Բարձր հոսանքի լիցքավորումը կհանգեցնի ավելի շատ կողմնակի ռեակցիաների առաջացմանը, ինչը կհանգեցնի լիթիում-իոնների անդառնալի կորստի ավելացմանը և էլեկտրոդի ինտերֆեյսի բացասական դիմադրությունը նույնպես կաճի, բայց դա խնայում է ժամանակը: Ժամանակը; Մեր օրերում փոքր հոսանքի հաստատուն հոսանքի ձևավորման եղանակը մեծ հոսանքի հաստատուն հոսանք և հաստատուն լարում է ավելի հաճախ օգտագործվում, որպեսզի հաշվի առնի երկուսի առավելությունները:

Արտադրական միջավայրում խոնավության պատճառով մարտկոցի խափանումը

Իրական արտադրության ժամանակ մարտկոցը անխուսափելիորեն կկապվի օդի հետ, քանի որ դրական և բացասական նյութերը հիմնականում միկրոն կամ նանո չափի մասնիկներ են, իսկ էլեկտրոլիտի լուծիչի մոլեկուլներն ունեն մեծ էլեկտրաբացասական կարբոնիլ խմբեր և ածխածին-ածխածին կրկնակի կապեր: Բոլորը հեշտությամբ կլանում են օդի խոնավությունը:

Ջրի մոլեկուլները փոխազդում են էլեկտրոլիտի լիթիումի աղի (հատկապես LiPF6) հետ, որը քայքայվում և սպառում է էլեկտրոլիտը (քայքայվում՝ ձևավորելով PF5) և արտադրում HF թթվային նյութ։ Ե՛վ PF5-ը, և՛ HF-ը կկործանեն SEI թաղանթը, և HF-ն նաև կխթանի LiFePO4 ակտիվ նյութի կոռոզիան: Ջրի մոլեկուլները նաև կհեռացնեն լիթիումի միջով գրաֆիտի բացասական էլեկտրոդը՝ ձևավորելով լիթիումի հիդրօքսիդ SEI թաղանթի հատակին: Բացի այդ, էլեկտրոլիտում լուծված O2-ը նույնպես կարագացնի ծերացումը LiFePO4 մարտկոցներ.

Արտադրության գործընթացում, ի լրումն արտադրության գործընթացի, որն ազդում է մարտկոցի աշխատանքի վրա, հիմնական գործոնները, որոնք առաջացնում են LiFePO4 հոսանքի մարտկոցի խափանումը, ներառում են հումքի (ներառյալ ջրի) կեղտերը և ձևավորման գործընթացը, հետևաբար, մարտկոցի մաքրությունը: նյութը, շրջակա միջավայրի խոնավության վերահսկումը, ձևավորման եղանակը և այլն։ Գործոնները կարևոր են։

2. Դարակների խափանում

Էլեկտրաէներգիայի մարտկոցի ծառայության ժամկետի ընթացքում նրա ժամանակի մեծ մասը գտնվում է դարակաշարերի վիճակում: Ընդհանրապես, դարակաշարերի երկար ժամանակից հետո մարտկոցի աշխատանքը կնվազի, որը սովորաբար ցույց է տալիս ներքին դիմադրության աճ, լարման նվազում և լիցքաթափման հզորության նվազում: Բազմաթիվ գործոններ հանգեցնում են մարտկոցի աշխատանքի վատթարացմանը, որոնցից ջերմաստիճանը, լիցքավորման վիճակը և ժամանակը առավել ակնհայտ ազդող գործոններն են:

Kassem et al. վերլուծել է LiFePO4 էներգիայի մարտկոցների ծերացումը պահեստավորման տարբեր պայմաններում: Նրանք կարծում էին, որ ծերացման մեխանիզմը հիմնականում դրական և բացասական էլեկտրոդների կողմնակի ռեակցիան է։ Էլեկտրոլիտը (դրական էլեկտրոդի կողմնակի ռեակցիայի համեմատ, բացասական գրաֆիտի էլեկտրոդի կողային ռեակցիան ավելի ծանր է, հիմնականում պայմանավորված է լուծիչով: Քայքայումը, SEI թաղանթի աճը) սպառում է ակտիվ լիթիումի իոնները: Միևնույն ժամանակ, մարտկոցի ընդհանուր դիմադրությունը մեծանում է, ակտիվ լիթիումի իոնների կորուստը հանգեցնում է մարտկոցի ծերացմանը, երբ այն մնացել է: LiFePO4 էներգիայի մարտկոցների հզորության կորուստը մեծանում է պահեստավորման ջերմաստիճանի բարձրացմամբ: Ի հակադրություն, քանի որ լիցքավորման պահեստային վիճակը մեծանում է, հզորության կորուստն ավելի փոքր է:

Grolleau et al. Նաև հանգել է նույն եզրակացությանը. պահեստավորման ջերմաստիճանը ավելի էական ազդեցություն ունի LiFePO4 մարտկոցների ծերացման վրա, որին հաջորդում է պահեստավորման լիցքավորման վիճակը, և առաջարկվում է պարզ մոդել: Այն կարող է կանխատեսել LiFePO4 էներգիայի մարտկոցի հզորության կորուստը՝ հիմնվելով պահպանման ժամանակի հետ կապված գործոնների վրա (ջերմաստիճան և լիցքավորման վիճակ): Հատուկ SOC վիճակում, քանի որ պահելու ժամանակը մեծանում է, գրաֆիտի լիթիումը կցրվի դեպի եզրեր՝ ձևավորելով բարդ միացություն էլեկտրոլիտի և էլեկտրոնների հետ, ինչը հանգեցնում է անդառնալի լիթիումի իոնների համամասնության ավելացմանը, SEI-ի խտացմանը, և հաղորդունակություն։ Նվազման հետևանքով առաջացած դիմադրության բարձրացումը (անօրգանական բաղադրիչներն ավելանում են, և ոմանք հնարավորություն ունեն նորից լուծարվելու) և էլեկտրոդի մակերեսային ակտիվության նվազումը միասին առաջացնում են մարտկոցի ծերացումը:

Անկախ լիցքավորման վիճակից կամ լիցքաթափման վիճակից, դիֆերենցիալ սկանավորման կալորիմետրիան որևէ ռեակցիա չի հայտնաբերել LiFePO4-ի և տարբեր էլեկտրոլիտների միջև (էլեկտրոլիտը LiBF4, LiAsF6 կամ LiPF6 է) սենյակային ջերմաստիճանից մինչև 85°C ջերմաստիճանի միջակայքում: Այնուամենայնիվ, երբ LiFePO4-ը երկար ժամանակ ընկղմվի LiPF6-ի էլեկտրոլիտի մեջ, այն դեռ կցուցաբերի հատուկ ռեակտիվություն: Քանի որ միջերեսի ձևավորման ռեակցիան երկարաձգվում է, LiFePO4-ի մակերևույթի վրա դեռևս չկա պասիվացման թաղանթ՝ մեկ ամիս ընկղմվելուց հետո էլեկտրոլիտի հետ հետագա ռեակցիան կանխելու համար:

Պահպանման վատ պայմանները (բարձր ջերմաստիճան և բարձր լիցքավորման վիճակ) կբարձրացնեն LiFePO4 հոսանքի մարտկոցի ինքնալիցքաթափման աստիճանը՝ մարտկոցի ծերացումը ավելի ակնհայտ դարձնելով։

3. Վերամշակման ձախողում

Մարտկոցները հիմնականում ջերմություն են արտանետում օգտագործման ընթացքում, ուստի ջերմաստիճանի ազդեցությունը զգալի է: Բացի այդ, ճանապարհի պայմանները, օգտագործումը և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը տարբեր ազդեցություն կունենան:

Ակտիվ լիթիումի իոնների կորուստը, ընդհանուր առմամբ, առաջացնում է LiFePO4 էներգիայի մարտկոցների հզորության կորուստ հեծանիվ վարելու ժամանակ: Դյուբարին և այլք: ցույց տվեց, որ LiFePO4 էներգիայի մարտկոցների ծերացումը հեծանիվ վարելու ընթացքում հիմնականում պայմանավորված է աճի բարդ գործընթացով, որը սպառում է ֆունկցիոնալ լիթիում-իոնային SEI ֆիլմը: Այս գործընթացում ակտիվ լիթիումի իոնների կորուստն ուղղակիորեն նվազեցնում է մարտկոցի հզորության պահպանման արագությունը. SEI ֆիլմի շարունակական աճը, մի կողմից, առաջացնում է մարտկոցի բևեռացման դիմադրության բարձրացում: Միևնույն ժամանակ, SEI ֆիլմի հաստությունը չափազանց հաստ է, իսկ գրաֆիտի անոդի էլեկտրաքիմիական կատարումը: Դա մասամբ կանջատի գործունեությունը։

Բարձր ջերմաստիճանի հեծանվավազքի ժամանակ Fe2+-ը LiFePO4-ում որոշ չափով կլուծվի: Թեև լուծված Fe2+-ի քանակությունը էական ազդեցություն չունի դրական էլեկտրոդի հզորության վրա, Fe2+-ի տարրալուծումը և բացասական գրաֆիտի էլեկտրոդի վրա Fe-ի տեղումները կատալիտիկ դեր կխաղան SEI թաղանթի աճի մեջ: . Թանը քանակապես վերլուծեց, թե որտեղ և որտեղ են կորել ակտիվ լիթիումի իոնները և պարզեց, որ ակտիվ լիթիումի իոնների կորստի մեծ մասը տեղի է ունեցել բացասական գրաֆիտի էլեկտրոդի մակերեսին, հատկապես բարձր ջերմաստիճանի ցիկլերի ժամանակ, այսինքն՝ բարձր ջերմաստիճանի ցիկլի թողունակության կորստի ժամանակ։ ավելի արագ է, և ամփոփված է SEI ֆիլմը: Գոյություն ունեն վնասի և վերանորոգման երեք տարբեր մեխանիզմներ.

1. Գրաֆիտի անոդի էլեկտրոնները անցնում են SEI թաղանթով, որպեսզի նվազեցնեն լիթիումի իոնները:
2. SEI ֆիլմի որոշ բաղադրիչների տարրալուծում և վերածնում:
3. Գրաֆիտի անոդի ծավալային փոփոխության պատճառով SEI թաղանթը առաջացել է պատռվածքի հետևանքով:

Բացի ակտիվ լիթիումի իոնների կորստից, վերամշակման ընթացքում կփչանան և՛ դրական, և՛ բացասական նյութերը: Վերամշակման ընթացքում LiFePO4 էլեկտրոդում ճաքերի առաջացումը կհանգեցնի էլեկտրոդի բևեռացման բարձրացմանը և ակտիվ նյութի և հաղորդիչ նյութի կամ հոսանքի կոլեկտորի միջև հաղորդունակության նվազմանը: Նագփուրն օգտագործեց Սկանավորման Ընդլայնված Դիմադրության մանրադիտակը (SSRM)՝ կիսաքանակական ուսումնասիրելու համար LiFePO4-ի փոփոխությունները ծերացումից հետո և պարզեց, որ LiFePO4 նանոմասնիկների և մակերևութային նստվածքների կոշտացումը, որոնք առաջացել են հատուկ քիմիական ռեակցիաների արդյունքում, հանգեցրել են LiFePO4 կաթոդների դիմադրության բարձրացման: Բացի այդ, ակտիվ մակերևույթի կրճատումը և գրաֆիտի էլեկտրոդների շերտազատումը, որն առաջանում է ակտիվ գրաֆիտի նյութի կորստից, նույնպես համարվում է մարտկոցի ծերացման պատճառ։ Գրաֆիտի անոդի անկայունությունը կհանգեցնի SEI ֆիլմի անկայունությանը և կխթանի ակտիվ լիթիումի իոնների սպառումը:

Մարտկոցի բարձր արագությամբ լիցքաթափումը կարող է զգալի հզորություն ապահովել էլեկտրական մեքենայի համար. այսինքն, որքան լավ է էլեկտրաէներգիայի մարտկոցի արագությունը, այնքան ավելի լավ է էլեկտրական մեքենայի արագացումը: Քիմի և այլոց հետազոտության արդյունքները. ցույց է տվել, որ LiFePO4 դրական էլեկտրոդի և գրաֆիտի բացասական էլեկտրոդի ծերացման մեխանիզմը տարբերվում է. Ցածր արագությամբ հեծանվավազքի ժամանակ մարտկոցի հզորության կորուստը հիմնականում պայմանավորված է բացասական էլեկտրոդում ակտիվ լիթիումի իոնների սպառմամբ: Ի հակադրություն, մարտկոցի հզորության կորուստը բարձր արագությամբ հեծանվավազքի ժամանակ պայմանավորված է դրական էլեկտրոդի դիմադրության բարձրացմամբ:

Թեև օգտագործվող հոսանքի մարտկոցի լիցքաթափման խորությունը չի ազդի հզորության կորստի վրա, այն կազդի դրա հզորության կորստի վրա. հոսանքի կորստի արագությունը մեծանում է լիցքաթափման խորության մեծացման հետ: Դա պայմանավորված է SEI ֆիլմի դիմադրության բարձրացմամբ և ամբողջ մարտկոցի դիմադրության բարձրացմամբ: Դա ուղղակիորեն կապված է: Չնայած ակտիվ լիթիումի իոնների կորստի հետ կապված, լիցքավորման լարման վերին սահմանը ակնհայտ ազդեցություն չունի մարտկոցի խափանումների վրա, լիցքավորման լարման չափազանց ցածր կամ չափազանց բարձր վերին սահմանը կբարձրացնի LiFePO4 էլեկտրոդի միջերեսային դիմադրությունը. սահմանային լարումը լավ չի աշխատի: Պասիվացման թաղանթը ձևավորվում է գետնին, և չափազանց բարձր վերին լարման սահմանը կառաջացնի էլեկտրոլիտի օքսիդատիվ տարրալուծում: Այն LiFePO4 էլեկտրոդի մակերեսին կստեղծի ցածր հաղորդունակությամբ արտադրանք:

LiFePO4 էներգիայի մարտկոցի լիցքաթափման հզորությունը արագորեն կնվազի, երբ ջերմաստիճանը նվազում է, հիմնականում իոնային հաղորդունակության նվազման և միջերեսային դիմադրության բարձրացման պատճառով: Լին առանձին ուսումնասիրեց LiFePO4 կաթոդը և գրաֆիտի անոդը և պարզեց, որ անոդի և անոդի ցածր ջերմաստիճանում սահմանափակող հիմնական վերահսկիչ գործոնները տարբեր են: LiFePO4 կաթոդի իոնային հաղորդունակության նվազումը գերիշխող է, և հիմնական պատճառը գրաֆիտի անոդի միջերեսային դիմադրության բարձրացումն է։

Օգտագործման ընթացքում LiFePO4 էլեկտրոդի և գրաֆիտի անոդի քայքայումը և SEI թաղանթի շարունակական աճը կհանգեցնեն մարտկոցի տարբեր աստիճանի խափանումների: Բացի այդ, ի լրումն անկառավարելի գործոնների, ինչպիսիք են ճանապարհի պայմանները և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, մարտկոցի կանոնավոր օգտագործումը նույնպես կարևոր է, ներառյալ լիցքավորման համապատասխան լարումը, լիցքաթափման համապատասխան խորությունը և այլն:

4. խափանում լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ

Օգտագործման ընթացքում մարտկոցը հաճախ անխուսափելիորեն լիցքավորվում է: Ավելի քիչ ավելորդ արտահոսք կա: Գերլիցքավորման կամ լիցքաթափման ժամանակ արտանետվող ջերմությունը, ամենայն հավանականությամբ, կուտակվում է մարտկոցի ներսում՝ հետագայում բարձրացնելով մարտկոցի ջերմաստիճանը: Այն ազդում է մարտկոցի ծառայության ժամկետի վրա և մեծացնում է հրդեհի կամ փոթորկի պայթյունի հավանականությունը: Նույնիսկ կանոնավոր լիցքավորման և լիցքաթափման պայմաններում, քանի որ ցիկլերի քանակը մեծանում է, մարտկոցի համակարգում առանձին բջիջների հզորության անհամապատասխանությունը կավելանա: Ամենացածր հզորությամբ մարտկոցը կենթարկվի լիցքավորման և գերլիցքավորման գործընթացի։

Չնայած LiFePO4-ն ունի լավագույն ջերմային կայունությունը՝ համեմատած այլ դրական էլեկտրոդների նյութերի հետ լիցքավորման տարբեր պայմաններում, գերլիցքավորումը կարող է նաև վտանգավոր ռիսկեր առաջացնել LiFePO4 հոսանքի մարտկոցների օգտագործման ժամանակ: Գերլիցքավորված վիճակում օրգանական էլեկտրոլիտի լուծիչն ավելի հակված է օքսիդատիվ քայքայման: Սովորաբար օգտագործվող օրգանական լուծիչների շարքում էթիլեն կարբոնատը (EC) նախընտրելիորեն կենթարկվի օքսիդատիվ տարրալուծման դրական էլեկտրոդի մակերեսին: Քանի որ բացասական գրաֆիտի էլեկտրոդի լիթիումի ներդրման պոտենցիալը (ընդդեմ լիթիումի ներուժի) մակերեսային է, բացասական գրաֆիտի էլեկտրոդում լիթիումի տեղումների հավանականությունը մեծ է:

Գերլիցքավորման պայմաններում մարտկոցի խափանման հիմնական պատճառներից մեկը ներքին կարճ միացումն է, որն առաջացել է դիֆրագմը ծակող լիթիումի բյուրեղյա ճյուղերից: Lu et al. վերլուծել է գերլիցքավորման հետևանքով առաջացած գրաֆիտի հակառակ էլեկտրոդի մակերևույթի լիթիումապատման ձախողման մեխանիզմը: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ բացասական գրաֆիտի էլեկտրոդի ընդհանուր կառուցվածքը չի փոխվել, սակայն կան լիթիումի բյուրեղյա ճյուղեր և մակերեսային թաղանթ։ Լիթիումի և էլեկտրոլիտի ռեակցիան առաջացնում է մակերևույթի թաղանթի անընդհատ աճ, որն ավելի ակտիվ լիթիում է սպառում և առաջացնում է լիթիումի ցրում գրաֆիտի մեջ: Բացասական էլեկտրոդը դառնում է ավելի բարդ, ինչը հետագայում կխթանի լիթիումի նստեցումը բացասական էլեկտրոդի մակերեսին, ինչը հանգեցնում է հզորության և կուլոմբի արդյունավետության հետագա նվազմանը:

Բացի այդ, մետաղական կեղտերը (հատկապես Fe) հիմնականում համարվում են մարտկոցի գերլիցքավորման ձախողման հիմնական պատճառներից մեկը: Xu et al. համակարգված կերպով ուսումնասիրել է LiFePO4 հոսանքի մարտկոցների խափանման մեխանիզմը գերլիցքավորման պայմաններում: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ գերլիցքավորման/լիցքաթափման ցիկլի ընթացքում Fe-ի ռեդոքսը տեսականորեն հնարավոր է, և տրված է ռեակցիայի մեխանիզմը։ Երբ ավելորդ լիցքավորում է տեղի ունենում, Fe-ը սկզբում օքսիդացվում է մինչև Fe2+, Fe2+-ը հետագայում դառնում է Fe3+, իսկ հետո Fe2+ և Fe3+-ը հանվում են դրական էլեկտրոդից: Մի կողմը ցրվում է դեպի բացասական էլեկտրոդի կողմը, Fe3+-ը վերջնականապես կրճատվում է մինչև Fe2+, իսկ Fe2+-ը հետագայում կրճատվում է՝ ձևավորելով Fe; երբ գերլիցքավորման/լիցքաթափման ցիկլերը, Fe բյուրեղների ճյուղերը կսկսվեն միաժամանակ դրական և բացասական էլեկտրոդներից, ծակելով բաժանարարը՝ ստեղծելով Fe կամուրջներ, ինչը հանգեցնում է միկրո մարտկոցի Կարճ միացմանը. ջերմաստիճանի բարձրացում գերլիցքավորումից հետո:

Լիցքավորման ժամանակ բացասական էլեկտրոդի ներուժը արագորեն կբարձրանա: Պոտենցիալ աճը կկործանի SEI թաղանթը բացասական էլեկտրոդի մակերեսին (SEI թաղանթում անօրգանական միացություններով հարուստ մասը ավելի հավանական է օքսիդացվի), ինչը կհանգեցնի էլեկտրոլիտի լրացուցիչ տարրալուծման՝ հանգեցնելով հզորության կորստի: Ավելի կարևոր է, որ բացասական հոսանքի կոլեկտորի Cu փայլաթիթեղը կօքսիդացվի: Բացասական էլեկտրոդի SEI ֆիլմում Yang et al. հայտնաբերել Cu2O՝ Cu փայլաթիթեղի օքսիդացման արտադրանքը, որը կբարձրացնի մարտկոցի ներքին դիմադրությունը և կհանգեցնի փոթորկի հզորության կորստի:

Նա և այլք: մանրամասն ուսումնասիրել է LiFePO4 հոսանքի մարտկոցների գերլիցքաթափման գործընթացը։ Արդյունքները ցույց են տվել, որ բացասական հոսանքի կոլեկտորի Cu փայլաթիթեղը կարող է օքսիդացվել մինչև Cu+՝ ավելորդ լիցքաթափման ժամանակ, իսկ Cu+-ը հետագայում օքսիդացվել է մինչև Cu2+, որից հետո դրանք ցրվել են դեպի դրական էլեկտրոդ: Դրական էլեկտրոդում կարող է առաջանալ նվազեցման ռեակցիա: Այսպիսով, այն կձևավորի բյուրեղյա ճյուղեր դրական էլեկտրոդի վրա, կծակի բաժանարարը և կառաջացնի միկրո կարճ միացում մարտկոցի ներսում: Նաև ավելորդ լիցքաթափման պատճառով մարտկոցի ջերմաստիճանը կշարունակի բարձրանալ:

LiFePO4 մարտկոցի գերլիցքավորումը կարող է առաջացնել էլեկտրոլիտի օքսիդատիվ քայքայում, լիթիումի էվոլյուցիա և Fe բյուրեղների ճյուղերի ձևավորում; Չափից դուրս լիցքաթափումը կարող է առաջացնել SEI-ի վնաս՝ հանգեցնելով հզորության դեգրադացման, Cu փայլաթիթեղի օքսիդացման և նույնիսկ Cu բյուրեղների ճյուղերի տեսքին:

5. այլ ձախողումներ

LiFePO4-ի բնորոշ ցածր հաղորդունակության պատճառով նյութի մորֆոլոգիան և չափը, ինչպես նաև հաղորդիչ նյութերի և կապող նյութերի ազդեցությունը հեշտությամբ դրսևորվում են: Գաբերշեկը և այլք: քննարկեց չափի և ածխածնի ծածկույթի երկու հակասական գործոնները և պարզեց, որ LiFePO4-ի էլեկտրոդի դիմադրությունը կապված է միայն մասնիկների միջին չափի հետ: LiFePO4-ի հակատեղակայման թերությունները (Fe-ը զբաղեցնում է Li-ի տեղամասերը) առանձնահատուկ ազդեցություն կունենան մարտկոցի աշխատանքի վրա. քանի որ LiFePO4-ի ներսում լիթիումի իոնների փոխանցումը միաչափ է, այդ թերությունը կխանգարի լիթիումի իոնների հաղորդակցմանը. բարձր վալենտային վիճակների ներդրման պատճառով Լրացուցիչ էլեկտրաստատիկ հակահարվածի պատճառով այս թերությունը կարող է առաջացնել նաև LiFePO4 կառուցվածքի անկայունություն։

LiFePO4-ի խոշոր մասնիկները լիցքավորման ավարտին չեն կարող լիովին հիանալ. Նանո կառուցվածքով LiFePO4-ը կարող է նվազեցնել ինվերսիոն արատները, սակայն դրա բարձր մակերևութային էներգիան կառաջացնի ինքնալիցքաթափում: PVDF-ը ներկայումս ամենատարածված օգտագործվող կապողն է, որն ունի թերություններ, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանի ռեակցիան, ոչ ջրային էլեկտրոլիտի մեջ լուծարումը և անբավարար ճկունությունը: Այն առանձնահատուկ ազդեցություն ունի LiFePO4-ի հզորության կորստի և ցիկլի կյանքի վրա: Բացի այդ, ընթացիկ կոլեկտորը, դիֆրագմը, էլեկտրոլիտի կազմը, արտադրության գործընթացը, մարդկային գործոնները, արտաքին թրթռումները, ցնցումները և այլն, տարբեր աստիճանի կազդեն մարտկոցի աշխատանքի վրա:

Հղում․ Միաո Մենգ և այլք։ «Հետազոտության առաջընթացը լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ էներգիայի մարտկոցների ձախողման վերաբերյալ»: