در فرآیند تولید،پرسنل, تجهیزات, مواد خام, مواد و روش ها، ومحیطعوامل اصلی موثر بر کیفیت محصولات باتری لیتیوم آهن فسفات هستند که پرسنل و تجهیزات آن به دسته مدیریت تعلق دارند، بنابراین ما عمدتاً سه عامل تأثیرگذار آخر را مورد بحث قرار می دهیم.
ناشی از ناخالصی های موجود در ماده فعال الکترود
در طول سنتز LiFePO4، مقادیر کمی ناخالصی مانند Fe2P، Fe، و Fe4(P2O7)3 وجود دارد که می تواند در سطح الکترود منفی کاهش یابد و ممکن است جداکننده را سوراخ کرده و باعث اتصال کوتاه داخلی شود.
LiFePO4 در معرض هوا برای مدت طولانی می تواند به دلیل رطوبت بدتر شود و مکانیسم پیری به شرح زیر است. در مراحل اولیه پیری، یک آهن فسفات غیر کریستالی بر روی سطح ماده تشکیل می شود که از نظر ترکیب و ساختار مشابه LiFePO4(OH) است. همانطور که یون های OH تعبیه شده اند، LiFePO4 به تدریج مصرف می شود و در نتیجه حجم آن افزایش می یابد. سپس، تبلور مجدد به آرامی LiFePO4(OH) را تشکیل می دهد.
در همین حال، ناخالصی های موجود در LiFePO4، مانند Li3PO2، عدم فعالیت الکتروشیمیایی را نشان می دهند. هر چه میزان ناخالصی در الکترود منفی گرافیت بیشتر باشد، افت ظرفیت برگشت ناپذیر ناشی از ناخالصی ها بیشتر است (تلفات ظرفیت برگشت پذیر کمتر).
ناشی از روش تشکیل
از دست دادن برگشت ناپذیر یونهای لیتیوم فعال ابتدا در یونهای لیتیوم مصرفشده در طول تشکیل یک فیلم رابط الکترولیت جامد (فیلم SEl) منعکس میشود. مشخص شد که افزایش دمای تشکیل باعث از دست دادن یون لیتیوم غیرقابل برگشت تر می شود، زیرا نسبت اجزای معدنی در فیلم SEl با افزایش دمای تشکیل افزایش می یابد و گاز آزاد شده در طی فرآیند تبدیل جزء آلی ROCOLi به جزء غیر آلی LiCO افزایش می یابد. باعث ایجاد نقص بیشتر در فیلم SEI می شود.
یون های لیتیوم حل شده از طریق این نقص ها به تعداد زیاد در الکترود منفی گرافیت قرار می گیرند. در طول تشکیل، ترکیب و ضخامت فیلم SEl تشکیل شده توسط شارژ جریان کوچک یکنواخت است، اما وقت گیر است. شارژ جریان بالا باعث واکنش های جانبی بیشتر می شود و در نتیجه از دست دادن یون لیتیوم برگشت ناپذیر می شود، امپدانس رابط منفی نیز افزایش می یابد، اما در زمان صرفه جویی می شود. در حال حاضر بیشترین استفاده از حالت تشکیل جریان کوچک جریان ثابت - جریان بزرگ و ولتاژ ثابت است، به طوری که مزایای هر دو را می توان در نظر گرفت.
همچنین با روش الکتروشیمیایی ثابت شده است که فعال شدن باتری بر پایداری فیلم SEI تأثیر می گذارد. هرچه پایداری فیلم SEI بیشتر باشد، میزان خود تخلیه باتری کمتر است.
ناشی از آب در محیط تولید است
در تولید واقعی، باتری ناگزیر در تماس با هوا خواهد بود، زیرا مواد الکترود مثبت و منفی عمدتاً ذرات میکرونی یا نانومتری هستند و مولکولهای حلال در الکترولیت دارای گروههای کربوکسیل الکترونگاتیو بزرگ و پیوندهای دوگانه کربن-کربن ناپایدار هستند. به راحتی آب موجود در هوا را جذب می کند.
واکنش بین مولکول های آب و نمک های لیتیوم در الکترولیت (به ویژه LiPF6) نه تنها الکترولیت را مصرف می کند (تجزیه به شکل PF5)، بلکه ماده اسیدی HF را نیز تولید می کند. PF5 و HF فیلم SEI را از بین می برند و HF همچنین باعث خوردگی مواد فعال LifePO4 می شود. مولکول های آب همچنین بخشی از آند گرافیت را که با لیتیوم تعبیه شده است جدا می کنند و یک شبکه هیدروکسید لیتیوم در پایین فیلم SEI تشکیل می دهند.
ناشی از O2 محلول در الکترولیت
علاوه بر این، O2 حل شده در الکترولیت نیز پیر شدن باتری های LiFePO4 را تسریع می کند.
JACK POWER، تولید کننده انواع محصولات باتری لیتیومی (شامل اما نه محدود به جامپ استارتر، باتری موتور سیکلت لیتیومی، باتری پهپاد و نیروگاه قابل حمل) با چندین سال تجربه، بهترین انتخاب شماست! لطفا برای اطلاعات دقیق محصول با ما تماس بگیرید.
