Lượng chất điện giải có ảnh hưởng gì đến hiệu suất pin?

Việc lựa chọn một hệ thống điện phân thích hợp cho các vật liệu dương và âm khác nhau không đảm bảo pin có hiệu suất điện hóa tốt và lượng chất điện phân thích hợp phải được xác định theo yêu cầu của các vật liệu dương và âm khác nhau.

1. Tiêu chuẩn phán đoán về nhu cầu thể tích điện giải

Chất điện phân được sử dụng như một phương tiện để di chuyển và chuyển điện tích lithium ion. Để đảm bảo rằng vật liệu hoạt động được sử dụng đầy đủ, những khoảng trống trong lõi của pin được yêu cầu phải được đổ đầy chất điện giải. Mật độ nén của mỗi vật liệu cực âm là khác nhau, và các yêu cầu về lượng chất điện phân là khác nhau. Tình hình chung là nhu cầu về chất điện phân của vật liệu cực âm oxit cacbon lithium coban với mật độ nén cao là nhỏ, và nhu cầu về chất điện phân của pin cực âm manganate ternary và lithium với mật độ nén thấp là lớn nhất.

2. Ảnh hưởng của âm lượng điện giải đến hiệu suất pin

(1) Ảnh hưởng của âm lượng điện giải đến dung lượng pin

Có thể thấy từ Hình 1 rằng đường cong sạc và xả của chất điện phân với một lượng nhỏ giọt là bất thường, công suất sạc lớn hơn nhiều so với các giá trị khác và công suất xả nhỏ hơn nhiều so với các giá trị khác. Công suất tăng lên khi lượng chất điện giải tăng lên. Pin có công suất tốt nhất có màng ngăn vừa bị ướt. Có thể thấy rằng lượng chất điện phân không đủ, tấm điện cực dương không được làm ướt đầy đủ, và cơ hoành không bị ướt, dẫn đến sức đề kháng bên trong lớn và công suất thấp. Sự gia tăng lượng chất điện giải giúp tận dụng tối đa công suất của vật liệu hoạt động. Điều này cho thấy dung lượng pin có mối quan hệ lớn hơn với lượng chất điện giải và dung lượng pin tăng lên với sự gia tăng lượng chất điện giải, nhưng cuối cùng có xu hướng về cơ bản là không đổi.

(2) Ảnh hưởng của khối lượng điện giải đến hiệu suất chu kỳ pin

Có thể thấy từ Hình 1 rằng với sự gia tăng tốc độ, sự khác biệt công suất trở nên rõ ràng hơn và hiệu suất chu kỳ của pin trở nên tồi tệ hơn. Lượng chất điện phân nhỏ, độ dẫn điện giảm và sức đề kháng bên trong tăng nhanh sau khi đạp xe, làm tăng tốc độ phân hủy hoặc biến đổi của chất điện phân một phần của pin và sự suy giảm hiệu suất chu kỳ pin dần dần được tăng tốc. Quá nhiều chất điện giải làm cho phản ứng bên của pin tăng tương đối, và sản xuất khí lớn, làm cho hiệu suất chu kỳ của pin giảm. Hơn nữa, chất điện giải quá mức cũng bị lãng phí. Có thể thấy rằng lượng chất điện giải có tác động rất rõ ràng đến hiệu suất chu kỳ của pin. Quá ít hoặc quá nhiều chất điện giải không có lợi cho hiệu suất chu kỳ của pin.

(3) Ảnh hưởng của âm lượng điện giải đến hiệu suất an toàn pin

Hiệu suất an toàn tốt của pin chủ yếu là do không có phồng và nổ trong quá trình sử dụng. Một trong những lý do cho sự bùng nổ của pin là khối lượng phun không thể đáp ứng các yêu cầu công nghệ. Khi lượng chất điện giải quá nhỏ, sức đề kháng bên trong của pin lớn và nhiệt độ cao. Sự gia tăng nhiệt độ làm cho chất điện phân nhanh chóng phân hủy để sản xuất khí, và cơ hoành tan chảy, làm cho pin mở rộng và ngắn mạch và phát nổ. Khi chất điện phân được sử dụng và các vật liệu tích cực và tiêu cực tạo ra sản xuất khí quá mức bởi các phản ứng phụ, một lượng chất điện phân thích hợp có thể được thêm vào để giảm lượng chất điện giải được thêm vào, do đó làm giảm vấn đề sản xuất khí quá mức và cải thiện an toàn pin. Khi lượng chất điện phân quá nhiều, lượng khí được tạo ra trong quá trình sạc và xả lớn, áp suất bên trong của pin cao và vỏ vỡ, gây rò rỉ chất điện giải. Khi nhiệt độ điện giải cao, nó sẽ bắt lửa khi gặp không khí.

Chất điện phân là một phần không thể thiếu của pin lithium-ion, và là một điều kiện cần thiết cho pin lithium-ion để có được những lợi thế của điện áp cao, mật độ năng lượng cao, và hiệu suất chu kỳ cao. Lượng chất điện phân có tác động quan trọng đến hiệu suất điện hóa và hiệu suất an toàn của pin. Quá nhiều hoặc quá ít là không thích hợp. Thí nghiệm là cần thiết để xác định lượng chất điện giải tương thích với các vật liệu dương và âm và cơ hoành.