Mạ lithium không chỉ là cơ chế lão hóa nghiêm trọng nhất trong pin lithium-ion (LIB) mà còn ngày càng trở nên quan trọng hơn do sự xuất hiện ngày càng nhiều của xe điện (EV). Trong xe điện, các điều kiện khắc nghiệt gây ra lớp mạ lithium, như dòng sạc rất cao và nhiệt độ môi trường thấp, phổ biến hơn nhiều so với các thiết bị điện tử tiêu dùng. Do có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình mạ, từ hình dạng tế bào đến thành phần hóa học của chất điện phân, nên vẫn còn thiếu sự hiểu biết sâu sắc hơn về quá trình mạ. Nếu không có kiến thức này thì khó có thể thiết kế các tế bào theo cách chống mạ hoặc vận hành các tế bào trong điều kiện lý tưởng để giảm thiểu lớp mạ. Luận án này nhằm mục đích trình bày các phương pháp khác nhau để nghiên cứu quá trình mạ ở ba cấp độ khác nhau. Phương pháp đầu tiên là ở cấp độ tế bào, nghiên cứu hoạt động của toàn bộ tế bào trong quá trình mạ. Nó chứa các phân tích về cấu hình điện áp và dòng điện cho thấy hành vi không điển hình trong quá trình mạ. Trọng tâm của việc phân tích là đặc tính dòng điện của pha điện áp không đổi (CV) trong quá trình sạc ở điều kiện nhiệt độ thấp dẫn đến mạ. Cấu hình hiện tại này có thể được trang bị chức năng Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) mô tả quá trình lắng đọng điện hóa của một loại kim loại trên bề mặt.

Abstract:

Lithium plating is not only the most severe ageing mechanism in lithium-ion batteries (LIBs) but also becoming more and more important due the increasing presence of electric vehicles (EVs). In EVs the extreme conditions causing lithium plating, like very high charging currents and low environment temperatures, are much more prevalent than in consumer electronics. Due to the high number of factors that influence the plating process, ranging from the cell geometry to the chemical composition of the electrolyte, a deeper understanding of the plating process is still lacking. Without this knowledge it is hard to design cells in a plating resistant way, or to operate cells under the ideal conditions to minimize plating. This thesis aims at showing different methods to investigate the plating process on three different levels. The first method is on the cell level, investigating the behaviour of the whole cell during plating. It contains the analysis of the voltage and current profiles that show an atypical behaviour during plating. The focus of the analysis is on the current profile of the constant voltage (CV) phase during charging under low temperature conditions leading to plating. This current profile can be fitted with the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) function that describes the electrochemical deposition process of a metallic species on a surface.

Ngôn ngữ:	En
Tác giả:	Long, Julian
Thông tin nhan đề:	Detection and charackerization of Lithium plating
Nhà xuất bản:	Universitätsverlag der Technischen Universität Berlin
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Điện
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Nguồn gốc:	https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/88065
Mô tả vật lý:	260 p.
Năm xuất bản:	2023