リチウムイオン電池のリチウム進化の理由は、リチウム電池業界で非常に一般的な異常現象です。

多くの場合、リチウムの進化状態はさまざまな理由に対応しています。リチウムの進化状態に従って理由を分析すると、製品の歩留まりを向上させることができます。

一般的な観点から、リチウムイオンバッテリーのリチウムの進化の理由は5つのカテゴリに分けられます。充電メカニズムによって引き起こされるリチウムの進化;異常なリチウム挿入経路によって引き起こされるリチウムの進化;異常な主材料によるリチウムの進化;特別な理由により、固定された場所にリチウムが析出する。以下は、上記の5つのカテゴリーの理由によるリチウム進化の具体的な理由の説明です。

1.不十分な負極マージンによって引き起こされるリチウムイオン電池のリチウムの進化

充電中に正極からリチウムイオンが放出された後は、目的地がなければなりません。一般的に言えば、運命は負極に埋め込まれますが、負極が不十分であり、負極が挿入できるリチウムイオンが正極のデインターカレーションされたリチウムイオンより少ない場合、リチウムイオンは負極の表面にのみ沈殿します電極。不十分な過剰な負極は、リチウム沈殿の最も一般的な原因と見なすことができます。

不十分な負極過剰の位置に応じて、リチウム分析条件の次の3つのグループに細分できます。

（1）従来のアノードの過剰な過剰によるリチウムの発生

負極が過度に不足すると、正極から負極にリチウムイオンを挿入するための空間が不足する。したがって、負極の表面に金属リチウムのみを形成して析出させることができる。負極の過不足度合は概ね均一であり、正極から取り出されたリチウムイオンも均一に負極に到達するため、負極不足によるリチウム発生も均一な層となる。リチウムの発生の深刻さは、不十分な負極の過剰に関連しています。程度は密接に関連しており、過不足の程度が高いほど、リチウムの析出は深刻になります。

（2）陰と陽のリチウム分析

バッテリーセルが正極の片側に重いコーティングでコーティングされているか、負極の片側に軽くコーティングされている場合、バッテリーセルの負極の両側のリチウムが反対側にリチウムを堆積させます、一般的に陰と陽側として知られています。リチウム発生側のアノードとカソードセルの界面は、リチウムが過剰または不足している負極の界面とまったく同じですが、反対側はゴールデンイエロー（グラファイトアノードの場合）です。

（3）リチウムを間引くことなく正極ヘッドをコーティング

塗布中に正極ヘッドを薄くしないと、正極ヘッド位置のドレッシングが厚くなり、負極ヘッドに対応して過不足が生じ、負極ヘッドが剥がれてしまう。リチウムを分析します。

2.充電器によって不適切に製造されたリチウムイオン電池のリチウム放出

リチウムの進化は充電段階で発生するため、充電メカニズムの変化もリチウムの進化の理由の1つであるに違いありません。以下は、充電メカニズムによるリチウムの進化のいくつかのケースのリストです。

（1）低温充電によるリチウム析出

低温充電中のリチウム析出の理由は、低温での負極のリチウム挿入抵抗が正​​極のリチウム挿入抵抗よりも大幅に大きいためです。リチウムイオンは低温で比較的迅速に正極から除去できますが、間には負極に挿入できず、沈殿が発生します。リチウム。

（2）高速充電によるリチウム分析

室温で充電すると、やがて充電速度が上がると、リチウムの挿入をすばやく完了できないため、負極でもリチウムが析出します。従来の容量タイプの設計では、バッテリーセルが耐えられる最大充電率は約1C〜1.5Cです。製品が使用中に充電電流をさらに増加させる必要がある場合、ポールピースと電解液の特別な設計が必要です。そうでなければ、充電率が高ければ高いほど、リチウムの進化はより深刻になります。

（3）リチウム過充電

電池の充電電圧や充電容量が設計値を大きく超えると、正極からより多くのリチウムイオンが取り出されます。負極が設計されているため、これらの過剰なリチウムイオンのためのスペースはありません。リチウムは避けられません。過充電中、正極からのリチウムイオンのデインターカレーションは均一であり、ポールピースの位置によって変化しないため、過充電によるリチウムの発生も均一な層になります。

3.異常なリチウム挿入経路に起因するリチウムイオン電池のリチウムの進化

リチウムイオン電池を充電すると、正極からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極に挿入されます。ただし、正極と負極の界面が接触していないと、負極表面にリチウムイオンが析出します。詳細は次のとおりです。

（1）リチウムを分析するためのダイヤフラムのしわ

セパレータ自体にシワがあると、対応する位置のリチウムイオンが正極から脱離した後、負極に均一に挿入できなくなる。その結果、対応する位置の負極は、不十分なリチウム挿入で茶色になるか、圧着方向が同じストライプ状のリチウムになります。

（2）リチウムを分析するためのバッテリーセルの変形

電池セルの厚みが大きいと変形しやすい。変形が激しい場合、バッテリーセルの変形した位置に対応するポールピースが接触不良になり、結果として上図の帯状のリチウム挿入不良領域になり、分析が伴う場合があります。リチウム。

（3）従来の形成、および形成前のリチウムの高温および低温プレスなし

セルの厚さが比較的大きい場合、従来の形成が液体注入後にホットプレスおよびコールドプレスなしで行われたとしても、界面はあまり問題にならない。ただし、厚さが3mm未満の一部の薄いセルでは、成形中にクランプがなく、成形前にホットプレスとコールドプレスまたは治具のベーキングを忘れると、インターフェースがさらに悲惨になります。

薄型電池同士の接触は界面で閉じるのが難しいため、形成前や形成中に表面に圧力をかけないと、形成ガスを完全に排出できず、接触界面に影響を与え、点状のリチウムが不足する挿入と点状のリチウム析出。

4）治具は圧力なしでリチウムに形成されます

フィクスチャの形成には高電流と高充電のSOCが伴うことが多いため、形成中のガス生成速度が速くなり、形成後のバッテリーインターフェイスは明らかに黄色がかった色になり、不十分なリチウム挿入に対応する位置はよりはっきりと見えます。形成前にホットプレスまたはコールドプレスされていない薄いセルでも、脱気前に問題が見つかれば、フィクスチャによって形成されていても加圧されていないセルでも、フィクスチャと小電流による小電流放電フォーメーションを再度実行できます。インターフェイスが大幅に改善されました。

（5）リチウム分析の概要：

リチウム挿入経路が異常である場合、バッテリーセルの最も明白な界面異常は、茶色の不十分なリチウム挿入領域であり、その後、対応する位置でわずかにリチウムが発生します。形成プロセスと材料が異なるため、形成時の不十分な界面接触によって引き起こされるリチウム析出の現象は、上の図とは異なる場合があります。

4.異常な主材料によるリチウムイオン電池のリチウムの進化

充電プロセス中、リチウムイオンの目的地はSEIフィルムを貫通し、最終的に負極に埋め込まれます。 SEIフィルムまたは負極に問題があり、リチウムイオンが正常に挿入できない場合、結果はリチウムの発生のみです。

（1）リチウムが負極で押しつぶされる

負極シートの圧密が限界を超えると、負極構造体が潰れたり、挿入スペースが不足したりすると、負極表面にリチウムイオンが析出する。負極の圧壊によるリチウムの発生は、化学的接触が悪い場合のように修復できず、バッテリーの容量とサイクルに致命的な影響を与えます。

（2）電解質の低下によるリチウムの発生

バッテリーに少量の液体を注入した場合、または注入後のエージング時間が短い場合、電解質は負極に完全に浸透できず、浸透が完全に浸透していない位置には、小さな黒点が形成されます上図のようにリチウムは埋め込まれていません。黒い点の周りにわずかなリチウムの進化があるかもしれません。

（3）電解質の不一致によるリチウムの進化

この理由によって引き起こされるリチウムの進化の原理は、Wenwuによって完全には理解されていません。電解液と負極が一致していないため、SEI膜が厚すぎたり、不均一になり、リチウムイオンの挿入が妨げられていると考えられます。または、電解液が負極に完全に浸透できず、リチウムイオンの挿入が困難になります。

（4）形成されずに直接分離することによるリチウムの進化

小電流を形成せずにバッテリーセルを別のボリュームで直接充電すると、SEIフィルムを効果的に形成できず、負極へのリチウムイオンの挿入に影響を与え、充電プロセス中にリチウムが発生します。上の図に示すように、対応するリチウム分析画像はスポットのようなものです。

（5）リチウム分析の基準を超える水分

少量の水がSEI膜の形成に寄与しますが、水分が標準を超えると、電解液のリチウム塩と反応してSEI膜の組成を破壊し、リチウムイオンの負極への挿入に影響します電極と上の画像の不規則性を形成する茶色の領域、時には茶色の領域でもリチウムの発生が発生します。