Punca dan Penjelasan Pengeluaran Gas dalam Bateri Lithium-ion

Punca pengeluaran gas dalam bateri-ion litium pada dasarnya adalah hasil daripada satu siri tindak balas sampingan kimia dan elektrokimia yang tidak diingini dalam bateri. Tindak balas ini memakan komponen aktif dalam bateri, mengganggu kestabilan struktur dalaman, dan menghasilkan produk gas. Ini bukan sahaja membawa kepada isu penurunan prestasi seperti bateri membonjol, pereputan kapasiti dan hayat kitaran yang dipendekkan, tetapi dalam kes yang teruk, ia juga boleh menyebabkan bahaya keselamatan seperti kebocoran bateri, kebakaran dan juga letupan. Berdasarkan struktur dalaman dan prinsip kerja bateri ion litium-, pengeluaran gas terutamanya berasal daripada lima aspek teras berikut, setiap satu saling berkaitan dan sering mendorong dan memburukkan lagi fenomena pengeluaran gas.

Elektrolit, sebagai medium teras untuk pengangkutan ion dalam bateri-ion litium, terdiri daripada pelarut organik, garam litium dan bahan tambahan. Kestabilannya secara langsung menjejaskan keselamatan bateri. Dalam-persekitaran suhu tinggi (melebihi 60 darjah ) atau apabila voltan yang tidak betul digunakan (seperti mengecas berlebihan atau mengecas voltan melebihi julat selamat), pelarut organik dalam elektrolit mengalami tindak balas pengoksidaan atau pengurangan dan terurai, memecahkan struktur molekul asal. Proses ini menghasilkan pelbagai gas, terutamanya karbon dioksida (CO₂), karbon monoksida (CO), metana (CH₄), dan etilena (C₂H₄). Antaranya, CO dan gas lain adalah toksik, meningkatkan lagi risiko keselamatan.

Filem SEI (antara muka elektrolit pepejal) pada permukaan elektrod negatif ialah filem pelindung yang terbentuk secara semula jadi semasa pengecasan dan pelepasan pertama bateri litium. Ia menghalang elektrolit daripada bertindak balas secara langsung dengan bahan elektrod negatif, memastikan operasi bateri normal. Walau bagaimanapun, apabila bateri dikenakan pengecasan berlebihan,-penyahcasan berlebihan, suhu tinggi atau getaran teruk, filem SEI boleh pecah. Pada masa ini, elektrolit akan bertindak balas dengan bahan elektrod negatif sekali lagi, cuba membaiki filem SEI yang rosak. Proses kerosakan dan pembaikan yang berulang ini secara berterusan menghasilkan gas, terutamanya termasuk hidrogen (H₂), etilena (C₂H₄), dan etana (C₂H₆). Lama kelamaan, ini boleh menyebabkan filem SEI kehilangan fungsi pelindungnya.

Bateri litium-mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk kandungan lembapan dalaman. Malah jumlah surih air (paras ppm, iaitu satu bahagian setiap juta) boleh mencetuskan tindak balas sampingan yang serius. Kelembapan bertindak balas dengan garam litium teras dalam elektrolit (seperti litium heksafluorofosfat LiPF₆) untuk menghasilkan asid hidrofluorik (HF) yang sangat menghakis. HF bukan sahaja merosakkan filem SEI tetapi juga mencetuskan tindak balas berantai tindak balas sampingan, termasuk penguraian elektrolit dan kakisan bahan elektrod, menghasilkan gas seperti hidrogen (H₂), hidrogen fluorida (HF), karbon monoksida (CO), dan karbon dioksida (CO₂), pada masa yang sama menghakis komponen bateri dalaman.

Bahan katod adalah penting untuk penyimpanan tenaga dan pelepasan bateri-ion litium, terutamanya-bahan katod terner nikel tinggi, yang mempunyai kestabilan struktur yang agak lemah. Di bawah cas berlebihan atau keadaan suhu-tinggi, struktur kristal bahan katod runtuh, membebaskan oksigen. Oksigen ini bertindak balas dengan kuat dengan elektrolit, mempergiatkan lagi penguraian elektrolit dan menghasilkan sejumlah besar gas, terutamanya oksigen (O₂) dan karbon dioksida (CO₂). Oksigen mempercepatkan tindak balas pembakaran, meningkatkan risiko kebakaran bateri.

Bahan anod yang berbeza mempamerkan ciri penjanaan gas yang berbeza. Bahan anod yang lebih baru, seperti anod silikon, mengalami perubahan volum yang ketara semasa pengecasan dan nyahcas (kadar pengembangan boleh melebihi 300%). Pengembangan dan pengecutan volum berulang ini secara berterusan merosakkan filem SEI, yang membawa kepada tindak balas sampingan yang berterusan dan penjanaan gas berterusan. Anod grafit tradisional, di bawah keadaan-pelepasan atau suhu tinggi-tinggi, turut bertindak balas dengan elektrolit untuk menghasilkan gas seperti hidrogen (H₂), etilena (C₂H₄) dan etana (C₂H₆), menjejaskan prestasi dan keselamatan bateri.

Acey Pintardidedikasikan untuk menyampaikan penyelesaian sehenti bersepadu untuk kedua-dua barisan pemasangan pek bateri litium separa automatik dan automatik sepenuhnya, menyediakan aplikasi seperti sistem storan tenaga (ESS), kenderaan udara tanpa pemandu (UAV), e-basikal, e-skuter, alatan kuasa dan roda dua/tiga. Selain itu, syarikat itu menawarkan rangkaian lengkap peralatan pemasangan pek bateri, termasuk mesin penggredan sel, penyisih bateri, aplikator kertas penebat, sistem pemeriksaan CCD, pengimpal titik manual dan automatik, penguji BMS, penguji komprehensif bateri dan sistem ujian pek bateri.

Hubungi sekarang