لماذا تفشل بطارية فوسفات الحديد الليثيوم

في عملية الإنتاج،شؤون الموظفين, معدات, مواد خام, طُرق، وبيئةهي العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة منتجات بطارية فوسفات الحديد الليثيوم، والتي ينتمي إليها الموظفون والمعدات ضمن فئة الإدارة، لذلك نناقش بشكل أساسي العوامل الثلاثة الأخيرة المؤثرة.

أثناء تخليق LiFePO4، توجد كميات ضئيلة من الشوائب مثل Fe2P وFe وFe4(P2O7)3، والتي يمكن اختزالها على سطح القطب السالب وقد تؤدي إلى ثقب الفاصل وتسبب حدوث ماس كهربائي داخلي.
يمكن أن يتدهور LiFePO4 المعرض للهواء لفترة طويلة بسبب الرطوبة، وتكون آلية الشيخوخة على النحو التالي. في المراحل المبكرة من الشيخوخة، يتكون حديد فوسفات غير متبلور على سطح المادة، وهو مشابه في التركيب والبنية لـ LiFePO4(OH). مع تضمين أيونات OH، يتم استهلاك LiFePO4 تدريجيًا، مما يؤدي إلى زيادة الحجم. بعد ذلك، تتشكل LiFePO4(OH) ببطء من خلال إعادة التبلور.
في الوقت نفسه، تظهر الشوائب الموجودة في LiFePO4، مثل Li3PO2، خمولًا كهروكيميائيًا. وكلما زاد محتوى الشوائب في القطب السالب للجرافيت، زاد فقدان السعة غير القابل للعكس الناجم عن الشوائب (كلما كان فقدان السعة القابل للعكس أصغر).

ينعكس الفقدان غير القابل للإصلاح لأيونات الليثيوم النشطة أولاً في أيونات الليثيوم المستهلكة أثناء تكوين فيلم واجهة إلكتروليت صلب (فيلم SEl). وقد وجد أن زيادة درجة حرارة التكوين من شأنها أن تسبب المزيد من فقدان أيونات الليثيوم غير القابل للإصلاح، لأن نسبة المكونات غير العضوية في فيلم SEl ستزداد عند زيادة درجة حرارة التكوين، والغاز المنطلق أثناء عملية تحويل المكون العضوي ROCOLi إلى المكون غير العضوي LiCO من شأنه أن يسبب المزيد من العيوب في فيلم SEI.
سيتم تضمين أيونات الليثيوم المذابة من خلال هذه العيوب في القطب السالب للجرافيت بأعداد كبيرة. أثناء التكوين، يكون تكوين وسمك فيلم SEl المتشكل بواسطة شحن التيار الصغير موحدًا، ولكنه يستغرق وقتًا طويلاً. سيؤدي الشحن بالتيار العالي إلى المزيد من التفاعلات الجانبية، مما يؤدي إلى فقدان أيونات الليثيوم غير القابل للعكس، كما ستزداد معاوقة الواجهة السلبية، ولكنها توفر الوقت. الآن، أكثر طرق التكوين استخدامًا هو التيار الثابت الصغير - التيار الثابت الكبير والجهد، بحيث يمكن أخذ مزايا كليهما في الاعتبار.
كما ثبت من خلال الطريقة الكهروكيميائية أن تنشيط البطارية يؤثر على استقرار فيلم SEI. فكلما زاد استقرار فيلم SEI، انخفض معدل التفريغ الذاتي للبطارية.

في الإنتاج الفعلي، سوف تتلامس البطارية مع الهواء حتماً، لأن مواد الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة هي في الغالب جزيئات ميكرون أو نانومتر، وجزيئات المذيبات في الإلكتروليت تحتوي على مجموعات كربوكسيلية كهربائية سالبة كبيرة وروابط مزدوجة كربون-كربون غير مستقرة، والتي من السهل امتصاص الماء في الهواء.
لا يؤدي التفاعل بين جزيئات الماء وأملاح الليثيوم في الإلكتروليت (خاصة LiPF6) إلى استهلاك الإلكتروليت (التحلل لتكوين PF5) فحسب، بل ينتج أيضًا المادة الحمضية HF. سيعمل PF5 وHF على تدمير فيلم SEI، كما سيعمل HF أيضًا على تعزيز تآكل المواد الفعالة في LifePO4. تعمل جزيئات الماء أيضًا على إزالة الليثيوم من جزء من أنود الجرافيت المضمن بالليثيوم، مما يشكل شبكة هيدروكسيد الليثيوم في الجزء السفلي من فيلم SEI.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الأكسجين المذاب في الإلكتروليت سوف يعمل أيضًا على تسريع شيخوخة بطاريات LiFePO4.

شركة JACK POWER، الشركة المصنعة لمجموعة متنوعة من منتجات بطاريات الليثيوم (بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، جهاز بدء التشغيل، وبطارية الليثيوم للدراجات النارية، وبطارية الطائرات بدون طيار ومحطة الطاقة المحمولة) مع سنوات عديدة من الخبرة، هي خيارك الأفضل! يرجى الاتصال بنا للحصول على معلومات مفصلة عن المنتج.