Làm thế nào tấm mangan điện phân cải thiện hiệu suất của pin lithium-ion?
Cách mà tấm mangan điện phân cải thiện hiệu suất pin lithium-ion
Đặc điểm của mangan ảnh hưởng đến hiệu suất pin
Mangan có tính chất hóa học độc đáo và hành vi điện hóa trong pin lithium-ion, cho phép tấm mangan điện phân đóng một vai trò quan trọng trong pin.Mangan có nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau, phổ biến nhất là +2, +3 và +4. Trong vật liệu điện cực pin lithium-ion,Chuyển đổi giữa các trạng thái oxy hóa khác nhau của mangan có thể đạt được việc chèn và chiết xuất các ion lithium, do đó tham gia vào quá trình sạc và xả pin. Ví dụ, lithium mangan oxide (LiMn2O4) là một vật liệu điện cực tích cực pin lithium-ion phổ biến,trong đó nguyên tố mangan trải qua một sự thay đổi trạng thái oxy hóa trong quá trình sạc và xả, thực hiện việc lưu trữ và giải phóng ion lithium.
Các biểu hiện cụ thể của việc cải thiện hiệu suất của pin lithium-ion
Cải thiện dung lượng pin
Tăng các vị trí hoạt động: Là một phần của vật liệu điện cực, tấm mangan điện phân có thể cung cấp các vị trí hoạt động hơn để lưu trữ ion lithium.Các vị trí hoạt động nhiều hơn có nghĩa là có thể chứa nhiều ion lithium hơnVí dụ, khi các tấm mangan điện phân được áp dụng cho các vật liệu điện cực dương,Sự hiện diện của mangan có thể làm cho vật liệu điện cực có công suất riêng cao hơn, do đó tăng dung lượng của toàn bộ pin.
Tối ưu hóa cấu trúc điện cực: Việc sử dụng các tấm mangan điện phân có thể giúp xây dựng cấu trúc điện cực thuận lợi hơn cho truyền và lưu trữ ion lithium.Thông qua một quá trình chuẩn bị hợp lý, mangan có thể hoạt động phối hợp với các nguyên tố khác để tạo thành một cấu trúc tinh thể ổn định hoặc cấu trúc nano,có thể tăng hiệu quả diện tích bề mặt cụ thể của vật liệu điện cực và tăng diện tích tiếp xúc giữa các ion lithium và vật liệu điện cực, do đó làm tăng dung lượng thực tế của pin.
Cải thiện hiệu suất chu kỳ của pin
Củng cố cấu trúc điện cực: Trong quá trình sạc và xả pin lithium-ion, sự ổn định cấu trúc của vật liệu điện cực là rất quan trọng.Mangan có thể đóng một vai trò trong việc ổn định cấu trúc trong vật liệu điện cực và ức chế những thay đổi cấu trúc và sụp đổ của vật liệu điện cực trong chu kỳLấy lithium manganate làm ví dụ, sự hiện diện của mangan cho phép vật liệu duy trì cấu trúc tinh thể tương đối ổn định trong chu kỳ sạc và xả,giảm suy giảm công suất do thay đổi cấu trúc, do đó tăng tuổi thọ chu kỳ của pin1.
ức chế các phản ứng phụ: Việc sử dụng tấm mangan điện phân có thể ức chế sự xuất hiện của các phản ứng phụ bên trong pin.một số phản ứng phụ có thể xảy ra giữa điện cực và chất điện giải, sẽ tiêu thụ ion lithium và chất điện giải, dẫn đến giảm hiệu suất pin.Mangan có thể tạo thành một lớp phim bảo vệ ổn định trên bề mặt điện cực để ngăn chặn tiếp xúc trực tiếp giữa điện cực và chất điện giải, do đó làm giảm sự xuất hiện của các phản ứng phụ và cải thiện sự ổn định chu kỳ của pin.
Cải thiện an toàn pin
Độ ổn định nhiệt: Mangan có độ ổn định nhiệt tốt. Khi nhiệt độ bên trong của pin tăng,vật liệu điện cực có chứa các mảnh mangan điện phân có thể chịu được nhiệt độ cao hơn và giảm nguy cơ thoát nhiệtĐiều này là do mangan có thể ức chế các phản ứng phân hủy và oxy hóa của vật liệu điện cực ở nhiệt độ cao đến một mức độ nhất định.duy trì sự ổn định của cấu trúc và hiệu suất pin, và do đó cải thiện sự an toàn của pin.
Bảo vệ sạc quá mức: Các mảnh mangan phân tử cũng có thể đóng một vai trò bảo vệ nhất định khi pin bị sạc quá mức.mangan có thể tham gia vào một số phản ứng redox, tiêu thụ sạc dư thừa, ngăn chặn điện áp bên trong của pin quá cao và tránh tai nạn an toàn như nổ pin hoặc cháy.
Điện thoại di động ((whatsapp/wechat): +8615896822096
Vỏ mangan điện phân
| Thành phần hóa học (%) | ||||||
| Mn ≥ | C ≤ | S ≤ | P ≤ | Si ≤ | Se ≤ | Fe ≤ |
| 99.9 | 0.02 | 0.04 | 0.002 | 0.004 | 0.001 | 0.01 |
| 99.8 | 0.03 | 0.04 | 0.002 | 0.01 | 0.08 | 0.03 |
| 99.7 | 0.04 | 0.05 | 0.005 | 0.205 | ||
Người liên hệ: Mr. xie
