锂枝晶因素报告课件.pptx

《锂枝晶因素报告课件.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、邓万安锂枝晶的成因及解决方法内容简要锂沉淀机理锂枝晶形成因素解决枝晶方法锂电池负极发生：当锂沉淀机理就会形成沉淀也就是说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）。枝晶形成因素1石墨表面的粗糙程度2锂离子的浓度3电流密度锂支晶生长的问题是一个复杂的集合，攘括了如电化学、晶体学、热力学、动力学等四大块的领域石墨表面的粗糙程度这是一个帽状的小晶核N在石墨（较为平滑的）基底S上沉积的情形，E代表电解质。其中，θ是接触角，r是曲率半径，a是接触面的半径（a

2、=rsinθ），h是电沉积物质的高度[h=r(1−cosθ)]晶核N的体积为SVr3其中SV=(π/3)*（2+cosΘ）*（1-cosΘ）2晶核的表面积为SAr2其中SA=2π*（1-cosΘ）总的转化吉布斯自由能为：是摩尔体积转化自由能，是晶核N与电解质E间的界面自由能是石墨基底S与晶核N间的界面自由能是石墨基底S与电解质E间的界面自由能，另外，z是沉积离子的价态，F是法拉第常数，Ω是摩尔体积，η是过电势。引入γ这个表面张力后，将粘附力忽略不计，可以简化总吉布斯自由能：令于是可以得到形成稳定沉积物的临界半径：石墨表面的粗糙程度把临界半径（

3、式子3）带入总转化吉布斯自由能，可以得到形成异质沉积物的临界吉布斯自由能：接触角θ=180°，过电位η=0的临界吉布斯自由能将临界过电位与不同接触角在不同的临界吉布斯自由能下作图：从这张图可以看出，当接触角越小，体相吉布斯自由能越大，所需要的临界过电势就越小，换言之，沉积的过程就越容易进行。锂离子的浓度对于石墨而言，在不同充电深度上，锂离子的浓度分布十分不均匀，这也为锂枝晶的成长提供了可能：当dC/dx>2Co/L，“沙之时”形成，就会产生锂枝晶。J为有效电流密度e1.602x10^-19CD双极扩散系数μ为迁移率电流密度他们通过计算和拟合，

4、认为锂枝晶的针尖生长速度与电流密度直接相关：V锂的摩尔体积F法拉第常数Vtip生长速率解决枝晶方法调控负极表面的粗糙度电镀电位的选择最好低于临界值，另外对于传统的充放电机制可以进行改善，比如可以考虑使用脉冲方式负极颗粒的尺寸最好小于临街的动力学曲率半径电沉积润湿性的调控