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ywuweizi版主 (著名写手)
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[交流]
讨论锂电池中锂枝晶的形成已有8人参与
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石墨中所嵌入的锂的含量超过了它所承受的范围，那么多余的锂离子就会和负极中穿梭而来的电子结合，在负极表面上开始沉积（deposition）。而对于要形成锂枝晶，一个必要的条件就是，负极的表面是不平整的（roughness），这样就会给锂枝晶的形成提供产所和便利。这时候的锂是沉积在隔膜和负极的接触部位，但是生长的方向是沿着从负极→隔膜的走向，因此反应发生的地点是在负极与电解液的界面上。 Cohen提出的模型是基于复杂的SEI膜生长的，他们的观点在非水电解液中，由于在活性物质表面形成，其界面上反应活性点多，形成了马赛克状多层结构，导致了SEI形成的不均衡，SEI的厚度不均和离子导电性差异，进而引起 SEI的局部沉积和溶解，也使活性物质层和SEI膜部分。 Micromorphological Studies of Lithium Electrodes in Alkyl Carbonate Solutions Using in Situ Atomic Force Microscopy Yamaki 等人提出了晶须生长的理论，他们认为锂枝晶生长模式是晶须生长，锂的沉积位置是膜上具有更高离子电导率和晶界以及缺陷的位置，这导致了锂原子分布的不均匀和造成SEI膜下应力分布的不均，为了缓解这类应力，锂的表面张力会促使其穿透SEI膜形成晶须，而锂沉积继续在锂基底上而非晶须，最终使锂电极表面长满晶须，长时间的沉积使电极表面被长晶须覆盖，阻碍锂离子的继续传输，然后锂才会沉积才晶须的连接处和尖端（这些地方一般都有缺陷），由于这类“粗大”连接的出现，锂沉积的电流密度变得很小，使其继续成为颗粒状的锂枝晶或者非晶锂。[A consideration of the morphology of electrochemically deposited lithium in an organic electrolyte] |
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godsdream09
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4楼2016-12-07 03:44:21
z1demon
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godsdream09
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3楼2016-12-07 03:34:41
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ywuweizi: 金币+1 2016-12-07 09:17:40
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ywuweizi: 金币+1 2016-12-07 09:17:40
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这种解释不能令人完全信服，我个人的观察和分析是由正负于极板间的电场分布不均匀性以及电极几何中心处的电解液传导离子运动速度不可能相等且运动缓慢，所谓的表面晶格取向和原子定位不同也是这个原因的微观表征。总之是电极间的质能分布不均匀性在充电还原过程中的链式叠加效应，不仅仅是锂，其他所有化学还原法充电的电池都有这个现象。所谓枝晶不严重不过是枝晶的机械强度的大小以及阻碍枝晶生长的尖端放电现象的强弱差别而已。这就是脉冲充电，电解液循环，交流脉冲充电，大面积表层晶核诱导，侧电极充电，震动电极充电等等种类繁多的充电形式的主要理论依据。所以说对于电动汽车延长电池寿命的一个有效方法是，在禁止停车状态千万不要过充电，最好充到85%以下就停止，然后在开车时利用车子在颠簸震动状态时由内燃机发电对电池继续充电到满负荷， 发自小木虫Android客户端 |
5楼2016-12-07 06:05:00