Kann die höchste Spannung der Lithiumbatterie 4,2 V durchbrechen?

Der Parameter, der den energiespeicher von Lithium-Ionen-Batterien (im Folgenden als Lithium-Batterie bezeichnet) beschreibt, ist die Energiedichte. Mathematisch äquivalent zur Spannung multiplizieren Lithiumbatteriekapazität. Um die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien effektiv zu verbessern, tendieren Menschen dazu, die Batteriekapazität auf eine Weise zu erhöhen. Aufgrund der Beschaffenheit der Rohstoffe ist die Kapazitätsverbesserung jedoch immer begrenzt, so dass die Verbesserung des Spannungswerts einer höheren Speicherkapazität für Lithiumbatterien eine andere Möglichkeit darstellt. Wie wir alle wissen, beträgt die Nennspannung der Lithiumbatterie 3,6 V oder 3,7 V, die höchste Spannung 4,2 V. Warum kann die Spannung der Lithiumbatterie einen größeren Durchbruch erzielen? Dies wird letztendlich durch die Lithiumbatteriematerialien und strukturellen Eigenschaften bestimmt.

Die Lithiumbatteriespannung wird durch das Elektrodenpotential bestimmt. Es wird auch als elektrische Potentialdifferenz oder Spannungspotentialdifferenz bezeichnet und dient zur Messung der Ladung im elektrostatischen Feld aufgrund der potentiellen Energiedifferenz, die durch die verschiedenen physikalischen Größen erzeugt wird. Das Elektrodenpotential beträgt ca. 3 V Lithiumionen, die Lithiumbatteriespannung bei verschiedenen Materialien hat sich geändert. B. im Allgemeinen die Nennspannung von 3,7 v lithium-ionen-batterien, die volle elektrische Spannung von 4,2 V, während lithium-eisenphosphat-batterien eine Nennspannung von 3,2 V, die volle elektrische Spannung von 3,65 V haben. Mit anderen Worten, die Nützlichkeit der elektrischen Lithium-Batterie Die Potentialdifferenz zwischen positiv und negativ kann nicht mehr als 4,2 V betragen. Dies basiert auf Material und Sicherheitsanforderungen.

Wenn Li / Li + das Referenzpotential A mu A relativ zu Anodenmaterialien für das elektrochemische Potential war, mu C das relative elektrochemische Potential als Anodenmaterial, z. B. für das Elektrolytpotentialintervall, besaß das minimale elektronische nicht die Energieniveaus und die höchste Pegeldifferenz. Also, entschieden, Lithiumbatteriespannung Wert ist am höchsten mu, mu C, zB diese drei Faktoren.

Die Differenz von Mu A und mu C für die Leerlaufspannung der Lithiumbatterie (maximaler Spannungswert), wenn der Spannungswert im Eg-Intervall die normale Arbeit des Elektrolyten gewährleisten kann. "Arbeit" bedeutet: Die Lithiumbatterie durch den Elektrolyten im positiven und negative Elektrodenbewegung hin und her, jedoch nicht mit der Elektrolyt-REDOX-Reaktion, wodurch die Stabilität der Zellstruktur sichergestellt wird. Das elektrochemische Potential an Anodenmaterialien verursacht abnormale Elektrolytarbeit. Es gibt zwei Formen:

1, wenn das elektrochemische Potential der Kathode höher ist als das niedrigste Elektron des Elektrolyten, das kein Energieniveau besitzt, wird das Kathodenelektronen Elektrolyt erfasst, so dass die Elektrolytoxidationsreaktionsprodukte in Anodenmaterialpartikeln eine Fest-Flüssig-Grenzflächenschicht bilden, die dazu führen kann Negativ kann beschädigt werden.

2, Wenn die hohe Elektronik des elektrochemischen Potentials der Anode einen Wert unterhalb des Elektrolyten aufweist, können die Elektronen im Elektrolyten positiv sein, um elektrolytischer flüssiger Sauerstoff zu sein, und Reaktionsprodukte in den Anodenmaterialteilchen bilden eine Fest-Flüssig-Grenzflächenschicht. was zum Positiv führt, kann beschädigt werden.

Die Möglichkeit einer Beschädigung des Positiven oder Negativen besteht jedoch aufgrund des Vorhandenseins der Fest-Flüssig-Grenzflächenschicht und verhindert, dass das Elektron den Elektrolyten und die positive und negative Elektrode weiter bewegt, anstatt das Elektrodenmaterial zu schützen In geringerem Maße ist die Fest-Flüssig-Grenzflächenschicht "schützend". Die Prämisse ist: Das elektrochemische Schutzpotential der Anode kann etwas mehr als das Eg-Intervall betragen, zu viel, aber nicht darüber hinaus. Beispielsweise verwenden Lithiumbatteriekathodenmaterialien zumeist Graphit. Dies liegt nur daran, dass der Graphit im Verhältnis zum elektrochemischen Potential der Li / Li + -Elektrode etwa 0,2 V beträgt, etwas jenseits des Eg-Intervalls (1 V ~ 4,5 V). , aber wegen des "Schutzes" der Fest-Flüssig-Grenzflächenschicht wird der Elektrolyt nicht weiter reduziert, wodurch die Entwicklung der Polarisationsreaktion gestoppt wird. 5 V Hochspannungsanodenmaterial liegt jedoch außerhalb des kommerziellen Intervalls für organische Elektrolyte Zu viel jetzt und daher anfällig für Oxidation beim Laden und Entladen, wie mit zunehmender Anzahl von Lade- und Entladekapazitäten, verringert die Lebensdauer.

Nun sehen Sie, dass die Leerlaufspannung von Lithium-Ionen-Batterien als 4,2 V gewählt wurde, da der vorhandene handelsübliche Elektrolyt für Lithium-Ionen-Batterien zB im Bereich von 1 V bis 4,5 V liegt, wenn die Leerlaufspannung auf 4,5 V eingestellt ist, kann dies die Lithiumbatterie-Leistung verbessern Strom, aber auch das Risiko der Batterieladung erhöhen, und der Schaden der Überladung hat erhebliche Daten gezeigt, mehr gibt es nicht mehr zu sagen.

Nach dem obigen Prinzip möchten die Menschen durch Erhöhen des Spannungswerts zur Verbesserung der Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien nur zwei Straßen finden, eine mit Hochspannungsanodenmaterial, das zum Elektrolyten passt, die zweite dient zur Modifikation der Batterieschutzoberfläche .

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