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宽温可充锂电面临的挑战与进展, 8个反应步骤 以石墨//LCO为例, 造成内部开路,电池失效 输出容量不够 …
宽温可充锂电面临的挑战与进展
可再生清洁能源
电化学能量储存设备(EES)
可充锂电(RLB)
HT
加剧副反应
气胀
热失控
正极材料坍塌
SEI分解再生(34)
LT
阻抗
界面极化
界面离子转移受阻
Li盐沉淀
电解质冻结
电压极化
增加有机电解质粘度使降低离子迁移率,并形成紧凑离子对,与其抗衡离子影响离子迁移(水相会发生相变以及盐沉淀,阻碍更严重)
挑战
有机电解质:缓解粘度增加和溶解度降低
水相:水冻结,锂盐溶解度与温度正相关,沉淀导致失效
电极电荷转移电阻升高
LMB中Li的不均匀沉积更易导致短路
LSB:缓慢动力学、电位高过
温度小于-20°C时上述效果加剧
温度改变使输出电压、容量不稳定
8个反应步骤
以石墨//LCO为例
(4)SEI层表面上的Li+溶剂化
(8)Li+在LCO层间的扩散
(6)正极电解质界面(CEI)层表面上的Li+去溶剂化
(1)Li+在石墨层间的扩散
(2)从LixC 6阳极提取Li+
(3)Li+穿过固体电解质界面(SEI)的传输
(5)电解质中的Li+向LCO阴极表面迁移
(7)Li+扩散通过CEI层
造成内部开路,电池失效
输出容量不够
锂硫电池中硫正极以及多步转变进一步加剧了缓慢反应动力学
关注LT/HT/宽温域机制分析、调节策略(构效)