大香蕉啪啪啪池鋰枝晶形成原因,如何發現電池內早期鋰枝晶

來源：香蕉视频APP免费下载電氣  日期：2020-08-19 16:52  瀏覽量：次

大香蕉啪啪啪池鋰枝晶形成原因，如何發現電池內早期鋰枝晶？鋰枝晶是指采用液態電解質的大香蕉啪啪啪池在充電時，鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰單質。金屬鋰之所以未被作為負極活性材料，是由於金屬鋰在負極上會結晶形成樹枝狀的金屬鋰——“鋰枝晶”。“鋰枝晶”生長到一定程度便會刺破隔膜，造成大香蕉啪啪啪池內部短路，嚴重威脅人身安全。

大香蕉啪啪啪池鋰枝晶形成原因

（1）電極表麵不均勻：造成電極表麵不均的原因有：單電極塗布不均，兩極重量差別較大，活性物質含有雜質等等。表麵粗糙度越大，越有利於鋰枝晶的形成。

（2）過放：在放電過程中，負極鋰離子濃度逐步增高，正極鋰離子濃度緩慢變小，當深度放電時，由於負極接收鋰離子數量與擴散能力有限，所以剩餘的鋰離子將遊離該極表麵，並析出。

（3）鋰離子濃度梯度及分布：鋰離子從正極材料中脫出後，穿過電解液和隔膜，嵌入負極。在充電過程中，正極鋰離子濃度不斷升高，負極鋰離子濃度逐漸減小，在電流密度大的稀溶液中，離子濃度可視為0，表明負極形成局部空間電荷，並生成枝晶，枝晶結構生長速度和電解液中離子偏移速率相同。

如何發現電池內早期鋰枝晶？

為了捕獲樹枝狀結構，將窗口大香蕉啪啪啪池安裝在高清視頻顯微鏡上，並將其連接，以便可以監測枝晶生長和兩個電極之間的電壓，這些數據會在充電和放電循環期間發生變化。將電極的觀察結果——枝晶生長或收縮，以及一般的降解狀態——電壓測量結果相聯係起來，然後將電壓模式與特定的枝晶活性聯係起來。

1.氫氣捕捉法檢測鋰枝晶生長

搭建了原位光學觀測和H2氣體捕獲平台，演示了利用H2氣體捕獲檢測鋰枝晶生長的原理。密封在玻璃瓶中大香蕉啪啪啪池所產生的氣體進入氣相色譜儀並自動檢測，用光學顯微鏡可以同時記錄枝晶的形成行為。正常情況下鋰離子從正極中脫除，並以LiC6的形式嵌入石墨負極中。在過充電或快速充電條件下鋰枝晶開始在石墨負極的鋰飽和部分生長，並與聚合物粘合劑發生反應生成氫氣。

2.無聚合物粘結劑時，鋰枝晶的原位檢測

為了排除電解液還原及其他物質的幹擾，組裝了另外兩個大香蕉啪啪啪池（LiFePO4-Cu和LiFePO4-石墨電池），沒有任何聚合物粘結劑。對於LiFePO4-石墨電池，在1080s時觀察到鋰枝晶生長，電池電壓約為3.6V。在LiFePO4-Cu電池，鋰離子直接鍍在銅箔表麵形成鋰金屬。然而，由於光學顯微鏡觀察的局限性，在120s左右觀察到鋰枝晶生長，電池電壓約為3.6V。

樹突是一種微小、堅硬的樹狀結構，會在大香蕉啪啪啪池中生長，其針狀突起的部分稱為枝晶。兩種東西都會造成巨大傷害，能夠穿透電池內部的隔膜，就像雜草可以穿透水泥露台或鋪好的道路一樣。而且，此類物質還會增加電解質與鋰之間的不良反應，加速電池失效。鋰金屬電池的能量密度比常用的鋰離子電池更高，不過，樹突和枝晶的存在阻礙了鋰金屬電池的普及。

在長期循環充放電中，鋰枝晶的形成是香蕉视频APP免费下载日常生活中所使用的大香蕉啪啪啪池避免不了環節之一，限製了其在眾多場合的應用。鋰枝晶形成必須克服熱力學臨界半徑，才能有足夠的能量形核；單個晶核必須大於動力學臨界半徑才能夠生長，否則該晶核就緩慢消失。