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  • 1 # 使用者1638314291129

    三元材料無論是指NCM,還是NCA,其中

    充電時都是Ni2+/Ni4+,Co3+/Co4+

    其中Mn4+,Al3+都保持不變

    放電時,Ni4+/2+, Co4+/Co3+

    其中Mn4+,Al3+保持不變

    也就是說Ni和Co是活性金屬,而Mn和Al是非活性金屬

    對於負極材料中Li,Li不是以單質形式存在於材料中

    如果負極是石墨材料,Li+離子進入到石墨層間,獲得電子,形成LiC6(LiCn)化合物(又稱石墨間化合物),Li是0價的。Li在負極中並不是以單質形式存在的。

    如果負極是矽,Li與Si形成LiSi合金,Li也是0價的。但也是不是單質形式存在。

    題主的疑惑可能是大部分開始做鋰電池的人員大部分的疑惑。主要是對單質和化合物的概念混亂。

    單質一定是指同種元素的純淨物,Li金屬,Fe金屬是單質,但是鋼卻不是單質,因為它不是隻有一種元素,可能含有C,Fe,等元素。所以鋼是化合物,是合金。同樣鋰電池中的負極鋰是以0價的形式存在於化合物LiC6/Li4Si中的,卻不是單質。

    如果出現鋰的單質,那麼說明電池出現了析鋰現象。析鋰現象的出現將會導致鋰枝晶的生成,會造成電池的迴圈的下降和安全的失控。所以析鋰現象是要避免的。

    出現析鋰現象的原因主要是由於欠電位沉積和低溫析鋰。

    欠電位沉積主要是指一種金屬可在比其熱力學可逆電位正的電位下沉積在另一基體上的現象,也就說,Li本應該嵌入石墨層間,因為嵌入電位更高(》0.1 V),結果卻沉積成應該在0 V的鋰單質。這種現象,可能是由於大電流,高倍率下,也可能是由於電極材料表面出現劣質點,Li+來不及嵌入到材料中,在材料表面沉積出來,形成鋰枝晶。如下圖,負極表面黑色的就是枝晶。

    而低溫析鋰也是同樣的現象。主要是由於溫度原因造成的。

    可以看到充電的石墨負極就像一塊金磚。卻沒有鋰單質的銀白色的金屬光澤。

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