Die Schritte des Prozesses der Bildung von Lithium-Ionen-Batterien

Der Bildungsprozess der SEI-Membran während der Bildung von Lithiumionenbatterien umfasst die folgenden vier Schritte:

Schritt 1: Die Elektronen werden intern von den Kollektor-Leiter-Graphit-Partikeln zum Punkt A übertragen, um die SEI-Membran zu bilden.

Schritt 2: Lösungsmittellithiumionen breiten sich vom positiven Pol zum B-Punkt auf der Oberfläche der austretenden SEI-Membran unter der Beschichtung des Lösungsmittels aus;

Schritt 3: Die Elektronen am Punkt A breiten sich durch den elektronischen Tunneleffekt auf Punkt B aus.

Schritt 4: Die Elektronen, die zu Punkt B übergehen, reagieren mit Lithiumsalzen, löslichen Lithiumionen und Filmbildnern und bilden weiterhin eine SEI-Membran auf der Oberfläche der ursprünglichen SEI-Membran, was zu einer Zunahme der Dicke des SEI führt Membran auf der Oberfläche des Graphitpartikels, die schließlich eine vollständige SEI-Membran bildet.

Es ist ersichtlich, dass der durch SEI gebildete Gesamtreaktionsprozess durch die obigen vier schrittweisen Reaktionen spezifisch beschrieben werden kann. Die vier schrittweisen Reaktionsprozesse bestimmen den Membranbildungsprozess der gesamten SEI-Membran.

Schritt 1: Elektronen werden intern von den Kollektor-Leiter-Graphit-Partikeln zum Punkt A übertragen, um die SEI-Membran zu bilden.

Die Anzahl der Elektronen, die den Punkt A erreichen, wird durch die Gleichmäßigkeit des Stroms und des Stroms bestimmt, die bei der Umwandlung zwischen dem positiven und dem negativen Pol verwendet werden: Je größer der chemische Strom ist, desto größer ist der Strom, der durch den Elektrodenpunkt a fließt; Wenn die positiven und negativen Elektrodenplatten uneben sind, hat der Nahpunkt (a) einen größeren Strom; Wenn der Strom am Punkt a der Elektrode zunimmt, ist der Strom, der durch die Partikel des Wirkstoffs am Punkt a fließt, größer, dh die Anzahl der Elektronen, die den Punkt A erreichen, nimmt pro Zeiteinheit zu. Daher ändert sich die Membranreaktion am Punkt A (wie im vorherigen Artikel erwähnt: Das heißt, eine große Anzahl von Elektronen ist auf der Oberfläche von Graphitpartikeln konzentriert, und es ist einfacher, mit dem Filmbildner und dem Lithiumion in zu reagieren ein Doppelelektronenreaktionsprozess).

Schritt 2: Lösungsmittellithiumionen breiten sich unter Einkapselung des Lösungsmittels von der positiven Elektrode zum B-Punkt auf der Oberfläche der austretenden SEI-Membran aus: Wenn die Elektrolytzusammensetzung unverändert bleibt, steigt die Temperatur und die Elektrolytviskosität nimmt ab. Membranbildner, Lösungsmittel-Lithiumionen-Übertragungswiderstand im Elektrolyten werden verringert; Zur gleichen Zeit, wenn die Temperatur steigt, nimmt die Leitfähigkeit des Elektrolyten zu (wie in der folgenden Abbildung gezeigt, die Viskosität und Leitfähigkeit eines bestimmten Elektrolyten bei verschiedenen Temperaturen), und der obige Prozess verursacht die Zeiteinheit Mehr Film Formationsmittel und Lithiumionen-Lösungsmittel erreichen Punkt B auf der Oberfläche der Wirkstoffpartikel und beeinflussen dadurch den Membranreaktionsprozess von Punkt B (wie im vorherigen Artikel erwähnt: dh relativ wenige Elektronen (wegen des Filmbildners bei) Dieses Mal sind Lösungsmittel-Lithiumionen stärker auf der Oberfläche von Graphitpartikeln konzentriert. Es ist einfacher, mit Membranbildnern und Lithiumionen in einem einzigen Elektronenreaktionsprozess zu reagieren.

Schritt 3: Die Elektronen am Punkt A breiten sich durch den elektronischen Tunneleffekt auf Punkt B aus. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses muss mit der Struktur und Zusammensetzung der gebildeten SEI-Membran zusammenhängen: Je dichter die SEI-Membran ist und je höher der Anteil organischer Komponenten ist, desto stärker ist die Wirkung der Blockierung von Elektronen und desto größer ist der Widerstand von Elektronen durch die gleiche Entfernung. Die Dicke der zu diesem Zeitpunkt gebildeten SEI-Membran ist geringer, und je geringer die Gesamtmenge der irreversiblen Reaktion ist, desto höher ist der anfängliche Wirkungsgrad der Batterie.

Schritt 4: Die Elektronen, die zu Punkt B übergehen, reagieren mit Lithiumsalzen, löslichen Lithiumionen und Filmbildnern und bilden weiterhin eine SEI-Membran auf der Oberfläche der ursprünglichen SEI-Membran, was zu einer Zunahme der Dicke des SEI führt Membran auf der Oberfläche des Graphitpartikels, die schließlich eine vollständige SEI-Membran bildet. Der sekundäre Prozess ist eine freie Kollision und ein kombinierter Reaktionsprozess. Je höher die Temperatur, desto schneller die molekulare Bewegung, desto höher die Kollisionswahrscheinlichkeit, desto höher die Reaktionsgeschwindigkeit und desto geringer der Widerstand des Schritts.

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen verschiedener Prozessparameter auf den Prozess der chemischen Bildung und der SEI-Membranbildung ausführlich beschrieben.

1. Die Stromgröße und die Gleichmäßigkeit der Stromverteilung auf dem Elektrodenblatt beeinflussen die spezifischen Komponenten der SEI-Membran.

2. Die Temperatur beeinflusst die Struktur und Zusammensetzung der SEI-Membran.

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