In questu documentu, a prestazione di sovraccarica di una batteria di sacchetta 40Ah cù l'elettrodu pusitivu NCM111 + LMO hè studiata attraversu esperimenti è simulazioni.I currenti di overcharge sò 0.33C, 0.5C è 1C, rispettivamente.A dimensione di a bateria hè 240mm * 150mm * 14mm.(Calculatu secondu a tensione nominale di 3.65V, u so voluminu energia specifica hè di circa 290Wh / L, chì hè sempre relativamente bassu)
I cambiamenti di tensione, temperatura è resistenza interna durante u prucessu di overcharge sò mostrati in Picture 1. Pò esse divisu in quattru tappe:
Prima tappa: 1
A seconda tappa: 1.2
A terza tappa: 1.4
A quarta tappa: SOC> 1.6, a prissioni internu di a bateria supera u limitu, a rupture di a carcassa, u diafragma si riduce è si deforma, è a runaway termica di a bateria.Un cortu circuitu si trova in a bateria, una grande quantità di energia hè liberata rapidamente, è a temperatura di a bateria aumenta bruscamente à 780 ° C.
U calore generatu durante u prucessu di overcharge include: calore d'entropia reversibile, calore Joule, calore di reazione chimica è calore liberatu da u cortu circuitu internu.U calore di a reazione chimica include u calore liberatu da a dissoluzione di Mn, a reazione di lithium metallicu cù l'elettrolitu, l'ossidazione di l'elettrolitu, a descomposizione di a film SEI, a descomposizione di l'elettrodu negativu è a descomposizione di l'elettrodu pusitivu. (NCM111 è LMO).A Tabella 1 mostra u cambiamentu di l'entalpia è l'energia di attivazione di ogni reazione.(Stu articulu ignora e reazzioni laterali di i leganti)
L'immagine 3 hè un paragone di u tassu di generazione di calore durante a sovraccarica cù diverse correnti di carica.E seguenti cunclusioni ponu esse tratte da Picture3:
1) Quandu u currente di carica aumenta, u tempu di scappamentu termale avanza.
2) A produzzione di calore durante a sovraccarico hè duminata da u calore Joule.SOC <1.2, a produzzione di calore tutale hè basicamente uguale à u calore Joule.
3) In a seconda tappa (1
4) SOC> 1.45, u calore liberatu da a reazzione di u lithium metallicu è l'elettroliti superà u calore Joule.
5) Quandu SOC> 1.6, a reazzione di decomposizione trà film SEI è elettrodu negativu principia, u tassu di produzzione di calore di a reazione d'ossidazione di l'elettroliti aumenta drasticamente, è u tassu di produzzione di calore tutale righjunghji u valore piccu.(I descrizzioni in 4 è 5 in a literatura sò un pocu inconsistenti cù l'imaghjini, è i ritratti quì prevaleranu è sò stati aghjustati).
6) Durante u prucessu di overcharge, a reazzione di lithium metallicu cù l'elettroliti è l'ossidazione di l'elettroliti sò i reazzioni principali.
Attraversu l'analisi sopra, u putenziale d'ossidazione di l'elettrolitu, a capacità di l'elettrodu negativu, è a temperatura di l'iniziu di a runaway termale sò i trè paràmetri chjave per a sovraccarica.L'immagine 4 mostra l'impattu di trè paràmetri chjave nantu à u rendimentu di overcharge.Pò esse vistu chì l'aumentu di u putenziale d'ossidazione di l'elettrolitu pò migliurà assai u rendimentu di a carica di a bateria, mentre chì a capacità di l'elettrodu negativu hà pocu effettu nantu à a prestazione di overcharge.(In altri palori, l'elettrolitu d'altu voltage aiuta à migliurà a prestazione di sovraccarica di a bateria, è l'aumentu di u rapportu N / P hà pocu effettu nantu à a prestazione di sopracarga di a bateria).
Referenze
D. Ren et al.Journal of Power Sources 364 (2017) 328-340
Tempu di post: Dec-15-2022