当前位置: 首页 > 新能源资讯 > 综合小能源资讯 > 正文

电解液在锂离子电池充放电过程中的行为研究

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-09-05 06:31:22   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:540


下图则展示了8个光纤探测到的EC-Li+/EC的强度在充放电过程中的浓度变化,从下图中可以看到,电池的不同部分EC-Li+/EC的强度变化趋势也不相同,例如7号光纤处(电芯边缘),EC-Li+/EC的强度随着电池充电而增加,随着放电而降低,而2号光纤(电芯中间)探测的结果则恰好相反,5号和6号光纤(电芯左侧)处EC-Li+/EC的强度变化比较小,而1号光纤位置(电芯中央)的EC-Li+/EC的强度在前三次变化比较强烈,随后变化开始减弱,8号光纤(电芯外部)探测器,由于在电芯的外部,因此Li+的浓度不随着充放电而变化。说明在锂离子电池充放电的过程中,电芯内部不同位置之间, Li+浓度变化也存在差别,Toshiro Yamanaka认为这主要是由于电池结构的不均匀造成的,例如电极之间的距离不均匀和隔膜孔隙率的不均匀。由于在Li+嵌入到正负极材料中导致的电极体积膨胀和收缩,会导致电极施加在隔膜上的压力也不均匀,引起隔膜内的孔隙率发生变化,隔膜的离子迁移阻抗也随之发生变化,引起个部分的EC-Li+/EC的浓度存在差异。

电解液在锂离子电池充放电过程中的行为研究

但是在循环30次以后,从1号光纤探测器到7号光纤探测器Li+浓度变化趋势都变的一致,充电的时候浓度上升,放电的时候浓度下降,Toshiro Yamanaka认为这主要是因为在循环30次后,负极的SEI膜的结构和成分逐渐稳定,从而电芯的各个部分之间离子阻抗趋于一致的结果。但是每个光纤探测器的变化趋势也有所不同,例如3号和4号光纤探测器位置充放电过程中离子浓度的变化就比较小,2号光纤探测器处的离子浓度变化逐渐变小,而5号探测器位置的离子浓度变化则逐渐增大。这表明此时锂离子电池内部仍然存在着较大的不均匀性,例如4号位置离子浓度变化比较小,表明此处在充放电过程中的反应速率较慢,引起局部SoC的不均匀,从而对电池的性能产生负面的影响。

在研究Li+浓度的变化过程中,Toshiro Yamanaka还发现电解液的分布也随着充放电而发生变化。下图是在充放电过程中不同位置溶剂EC的强度的变化趋势,EC的强度变化主要反映该处电解液的数量多少,随着电芯的体积变化,电芯内的电解液分布也在不断的发生着变化。例如在1号和2号位置,EC的浓度发生了两次快速下降和缓慢恢复,6号探测器的位置,则出现了EC浓度的快速下降和快速上升,这些变化都反映了锂离子电池内部在充放电过程中,由于电极的体积膨胀,导致电解液在电芯的局部发生变干、再浸润的过程。

电解液在锂离子电池充放电过程中的行为研究

Toshiro Yamanaka的工作为研究电解液在锂离子电池充放电过程中的行为特点提供了一中新的思路。也揭示了除了在垂直极片方向存在着Li+浓度梯度外,在平行于极片的方向,受到电芯结构不均匀的影响,离子阻抗不均匀,从而使的Li+浓度也存在着一定的不均匀性,同时在充放电过程中由于电极体积变化的不一致性,使的电极局部的电解液也存在着变干,再浸润的过程。

 
关键词: 电解液 过程中

[ 行业资讯搜索 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报

猜你喜欢
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐图文
锂离子电池的种类 什么是燃气汽车
氢能燃料电池技术浅析 什么是核能发电
推荐行业资讯
点击排行
 
 
网站首页 | 联系我们 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言