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电池博客

谈一谈锂枝晶的形成机理和预防

来源:宝鄂实业    2019-04-08 15:28    点击量:

式中:e为基本电荷单位;Co为初始浓度;D为扩散常数;J为电流密度;μc为阳离子浓度;μa为阴离子浓度。实验表明:当J2增大时,τcc变小。

 

另外也有一些理论认为,由于金属锂负极表面凹凸不平,存在许多突起,导致突起处的电子电荷分布变多,导致更多的Li+被吸引而发生沉积形成锂枝晶。

 

总之,锂枝晶的生长是一个复杂电化学问题,涉及到许多因素,因此很难用单一的模型或者理论来描述。但是,对于锂枝晶成核与生长的理论模型的研究与探索仍然在继续。

 

锂枝晶的特点是什么

 

锂枝晶在不同的电池环境、不同的时刻所呈现的形貌有所不同,如苔藓状锂、丝状锂、针尖状锂、晶须状锂、灌木状锂、树枝状锂等。由于各研究者对其描述各异,导致了这种名称多样化的现象。可简要分为3类:①无分叉,单根生长,如丝状锂、针尖状锂、晶须状锂;②团簇状,生长时类似于面团的发酵过程,如苔藓状锂、灌木状锂;③可见明显分叉结构,枝干稀疏,为最危险的枝晶结构,易刺破隔膜,如树枝状锂。

 

谈一谈锂枝晶的形成机理和预防

 

枝晶的产生可分为3个阶段

 

锂枝晶的初始形核与生长过程枝晶的产生可分为3个阶段。

 

第一阶段,电池组装后,由于金属锂的高度活泼性,在接触到电解质中的有机溶剂等组分时能发生瞬时反应,形成SEI膜,即SEI膜的形成早于枝晶的产生。致密的SEI膜可以阻止电解液与金属锂发生进一步反应,是一种良好的离子导体,但却是电子绝缘体。Li+可以穿过这层SEI膜在电极表面沉积,但由于锂、电解质、SEI膜的本身特性和充放电条件影响导致其沉积分布不均匀。

 

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