He aha ka Mechanism Degradation Capacity Degradation?
Hoʻololi i ke ʻano o ke kino
ʻO nā mea cathode i hoʻohana nui ʻia i kēia manawa, ʻo ia hoʻi ke ʻano hexagonal layered o LiMO2 (kahi M=Co, Ni, Mn), ke ʻano spinel o LiMn2O4, a me ke ʻano olivine o LiFePO4. Ma waho o ke ʻano, ke hoʻokaʻawale ʻia nā ion lithium mai ka cathode, no ka mālama ʻana i ke kūlana uila i loko o ka mea, hiki ke hoʻoneʻe ʻia ka mea metala i kahi kūlana valence kiʻekiʻe, i hui pū ʻia me kahi kaʻina hana hoʻololi. Ke alakaʻi pinepine nei nā hoʻololi o ka pae i ka hoʻololi ʻana, no laila ke hoʻomau mau nei nā ion lithium i ka intercalate a me ka deintercalate i loko o ka mea, hoʻomau ka hoʻololi ʻana, a i ka wā lōʻihi, e hoʻoweliweli ia i ka paʻa aniani. Ke hoʻohālikelike ʻia me ka anode, ʻo ka hiki ke hoʻohuli like ʻole i hoʻokumu ʻia e ka hoʻololi ʻana o ka pae a me ka hoʻololi ʻana i ka hana nui o ka mea cathode he hopena koʻikoʻi i ke ola pākaukau. ʻO ka graphite he ʻano papa. Ke mānoanoa kekahi mau papa, hoʻopili nā ion lithium i loko o nā interlayer i ka wā e hoʻopiʻi ana i ka pākaukau a hui pū me nā electrons i lawe ʻia mai ke kaapuni waho e hana i ka graphite lithiated, a piʻi ka spacing interlayer i kēia manawa; i ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana, haʻalele nā ion lithium i nā interlayers graphite a hoʻokuʻu i nā electrons i ke kaapuni o waho, e hana ana i kahi deintercalation a me ka hopena oxidation, a ke emi nei ka spacing interlayer i kēia manawa.
Hoʻoheheʻe i nā mea hana
ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana o nā mea cathode e pili ana i ke kaʻina hana e hoʻemi mālie ai ka mea hana ma muli o ka corrosion i ka electrolyte. ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana o nā mea cathode i nā wela kiʻekiʻe kekahi o nā kumu o ka pohō ʻana o ka pākaukau, ʻoi aku ka nui o ka hopena i ka hana pōʻai a me ka mālama ʻana i nā ʻoihana i nā wela kiʻekiʻe. ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana o nā metala hoʻololi ma lalo o kekahi mau kūlana he pilikia i loaʻa i nā mea cathode LiMO2 āpau. ʻO nā kumu nui e hiki ai i ka hoʻoheheʻe ʻana o nā mea hana i ka pōʻino o ka hana ʻana o ka pākaukau: $\\textcircled{1}$ ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana o nā mea metala e alakaʻi pololei ana i ka hōʻemi ʻana o ka mea hana, e hoʻopau ai i ka hiki o ka pākaukau; $\\textcircled{2}$ ʻO ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o nā mea cathode ke kumu o ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ke ʻano o ke kino a me ka hoʻokumu ʻana o nā mea hana kemika ma luna o ka ʻili o nā ʻāpana, e keʻakeʻa ana i ka lawe ʻana o nā ion lithium i loko o ka mea electrode; $\\textcircled{3}$ E neʻe ana nā ʻiona metala i hoʻopaʻa ʻia i loko o ka electrolyte i ka anode i ka electrolyte a waiho ma ka ʻili anode ma ke ʻano metala a i ʻole ka paʻakai ma lalo o ka haʻahaʻa haʻahaʻa, a ʻo kēia mau waiho ʻana e hoʻopilikia i ka paʻa a me ka mānoanoa o ke kiʻi SEI ma ka ʻili anode, e alakaʻi ana i ka hoʻonui ʻana o ka electrode surface polarization a me ka hoʻonui ʻana i ke kūpaʻa kūloko. No laila, ʻaʻole hiki mai ka hopena o ka hoʻoheheʻe ʻana o nā mea hana i ka electrolyte mai ka hoʻoheheʻe ʻana akā mai nā hopena ʻino ʻē aʻe i lawe ʻia e ka hoʻoheheʻe ʻana o nā metala hoʻololi.
Hoʻohana i nā Lithium Ions
I ka hoʻolālā ʻana o nā ʻōhua lithium-iona, ʻoi aku ka nui o ka mana o ka pākaukau ma mua o ko ka cathode, a ua hoʻolako pū ʻia nā iona lithium hiki ke hoʻohana hou ʻia e ka cathode. No laila, ʻo ka intercalation reversible a me ka deintercalation o nā ion lithium ma waena o ka cathode a me ka anode e hoʻoholo ai i ka hiki ke pā. I loko o ke kaʻina hana mua a me ka hoʻokuʻu ʻana, hana ʻia kahi kiʻiʻoniʻoni SEI ma ka ʻili anode. ʻO nā mea nui o kēia kiʻiʻoniʻoni passivation he mau mea anorganic like ʻole e like me Li2CO3, LiF, Li2O, LiOH a me nā ʻano mea like ʻole e like me ROCO2Li, ROLi, a me (ROCO2)2Li. No laila, hoʻopau ʻia kekahi mau lithium ion, a ʻaʻole hiki ke hoʻihoʻi ʻia kēia poho. Pili loa ka hana o ka anode i ka morphology a me ka paʻa o ke kiʻiʻoniʻoni SEI, a ʻo ka hiki ke hana i kahi kiʻiʻoniʻoni SEI paʻa ma ka ʻili anode he hopena ʻole{12}}nogligible i ka hana pākaukau. ʻO ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka kiʻiʻoniʻoni SEI e hoʻopau i nā ion lithium palena i loko o ka pā. Inā pōʻino mau ke kiʻiʻoniʻoni SEI i ka wā o ka pōʻaiapuni, a laila e hoʻomau mau ʻia ka hopena o ka hoʻoneʻe ʻana i ka anode/electrolyte e hana i kahi kiʻiʻoniʻoni SEI hou. Hoʻopau kēia kaʻina hana i nā ion lithium palena i hāʻawi ʻia e ka cathode i loko o ka ʻōnaehana, a ʻo ka hōʻemi ʻana o nā ion lithium ikaika e alakaʻi i ka hiki ke pohō. ʻO ka hoʻemi ʻana o nā ion lithium i ka electrolyte e alakaʻi i ka emi ʻana o ka conductivity o ka electrolyte, a ʻo ka nalowale o nā ion lithium i loko o ka mea cathode ke kumu i kahi imbalance ma waena o nā electrodes ʻelua o ka pā.
Hoʻonui i ke kū'ē kūloko
I ka wā lō'ihi-paikikala o ka pila, 'o ka ho'onui 'ana i ke kū'ē o loko kekahi kumu nui no ka pohō o ka mana. Nui nā kumu o ka piʻi ʻana o ke kūpaʻa kūloko, ʻo ia hoʻi mai ʻelua ʻaoʻao: $\\textcircled{1}$ ʻO ka hopena oxidation e hiki mai ana ma ka electrode/electrolyte interface i loko o ka electrolyte e alakaʻi i ka piʻi ʻana o ka pale kiʻiʻoniʻoni o ka electrode, a me ka instability o ka anode SEI film, e hana mau ana i nā kiʻiʻoniʻoni hou i ka wā o ka pōʻaiapuni, a me nā mea a pau e hoʻonui ai i ka pale o loko; $\\textcircled{2}$ ʻO ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o nā ion metala i loko o ka cathode i loko o ka electrolyte, a ua neʻe nā ionized metala i hoʻoheheʻe ʻia i ka anode ma o ka electrolyte a waiho ʻia ma ka ʻili anode ma ke ʻano o ka metala a i ʻole ka paʻakai, e hoʻonui ai i ka polarization electrode. Eia kekahi, ua hōʻike ʻia ka noiʻi e hiki ke alakaʻi i ka corrosion o ka ʻohi o kēia manawa i ka piʻi ʻana o ke kūpaʻa kūloko, akā he liʻiliʻi kēia hopena ma lalo o ka manaʻo o ka pretreatment o ka ʻohi o kēia manawa. ʻO ka piʻi ʻana o ke kūpaʻa kūloko e alakaʻi i ka emi ʻana o ka ikehu a me ka hiki, ʻoi loa no ka anode, ʻo ka hopena e kū mai ana ma ka electrode/electrolyte interface ke kumu nui o ka ʻelemakule anode.
