Litium batareyalarında litium örtük fenomeninin tədqiqi: Batareyanın təhlükəsizliyini və performansını qorumaq üçün açar.

Hey, dostlar! Mobil telefonlar və noutbuklar kimi hər gün onsuz yaşaya bilməyəcəyimiz elektron cihazlarda əsas enerji mənbəyinin nə olduğunu bilirsinizmi? Düzdür, bu litium batareyalardır. Bəs siz litium batareyalarında bir qədər problemli bir fenomeni - litium örtüklü olduğunu başa düşürsünüzmü? Bu gün gəlin litium batareyalardakı litium örtük fenomenini dərindən araşdıraq, bunun nə ilə əlaqəli olduğunu, hansı təsirləri gətirdiyini və bununla necə mübarizə apara biləcəyimizi anlayaq.

I. Litium batareyalarında litium örtük nədir?

Litium batareyalarında litium örtük batareya dünyasında "kiçik qəza" kimidir. Sadəcə olaraq, konkret şəraitdə akkumulyatordakı litium ionları mənfi elektrodda yaxşı yerləşməlidir, əksinə, onlar mənfi elektrodun səthində nadinc şəkildə çökür və böyüyən kiçik budaqlar kimi metal litiumuna çevrilir. Biz buna litium dendrit deyirik. Bu fenomen adətən aşağı temperaturlu mühitlərdə və ya batareyanın təkrar doldurulması və boşaldılması zamanı baş verir. Çünki bu zaman müsbət elektroddan çıxan litium ionları normal olaraq mənfi elektroda daxil edilə bilməz və yalnız mənfi elektrodun səthində "düşərgə qura" bilər.

II. Litium örtük niyə baş verir?

Litium örtük fenomeni heç bir səbəb olmadan görünmür. Buna bir çox amillərin birlikdə işləməsi səbəb olur.

Birincisi, mənfi elektrodun "kiçik evi" kifayət qədər böyük deyilsə, yəni mənfi elektrodun tutumu müsbət elektroddan çıxan bütün litium ionlarını yerləşdirmək üçün kifayət deyilsə, artıq litium ionları yalnız səthində çökə bilər. mənfi elektrod.

İkincisi, şarj edərkən diqqətli olun! Aşağı temperaturda, böyük bir cərəyanla və ya həddindən artıq yükləmə ilə doldurulursa, bu, bir anda mənfi elektrodun "kiçik evinə" çox sayda qonaq gəlməsi kimidir. Onun öhdəsindən gələ bilmir və litium ionları vaxtında daxil edilə bilməz, buna görə də litium örtük fenomeni baş verir.

Həmçinin, batareyanın daxili strukturu əsaslı şəkildə tərtib edilmədikdə, məsələn, ayırıcıda qırışlar varsa və ya batareya hüceyrəsi deformasiyaya uğramışsa, bu, litium ionlarının evə getməsinə təsir edəcək və onları düzgün istiqamət tapa bilməyəcək. asanlıqla litium örtüklə nəticələnə bilər.

Bundan əlavə, elektrolit litium ionları üçün "kiçik bələdçi" kimidir. Elektrolit miqdarı qeyri-kafi olarsa və ya elektrod plitələri tam infiltrasiya olunmazsa, litium ionları itiriləcək və litium örtük gələcək.

Nəhayət, mənfi elektrodun səthindəki SEI filmi də çox vacibdir! Çox qalın olarsa və ya zədələnərsə, litium ionları mənfi elektroda daxil ola bilməz və litium örtük fenomeni görünəcəkdir.

III. Litium örtüklə necə məşğul ola bilərik?

Narahat olmayın, litium örtüklə mübarizə yollarımız var.

Batareyanın strukturunu optimallaşdıra bilərik. Məsələn, batareyanı daha ağlabatan dizayn edin, Overhang adlanan ərazini azaldın, çox nişanlı dizayndan istifadə edin və litium ionlarının daha rahat axmasına imkan vermək üçün N/P nisbətini tənzimləyin.

Batareyanın doldurulması və boşaldılması şərtlərinə nəzarət də çox vacibdir. Bu, litium ionları üçün uyğun "yol hərəkəti qaydaları"nın təşkilinə bənzəyir. Litium örtük reaksiyasının baş vermə ehtimalı az olması üçün doldurma və boşaltma gərginliyinə, cərəyanına və temperatura nəzarət edin.

Elektrolitin tərkibini yaxşılaşdırmaq da yaxşıdır. Elektroliti daha yaxşı etmək üçün litium duzları, əlavələr və ya birgə həlledicilər əlavə edə bilərik. Bu, yalnız elektrolitin parçalanmasını maneə törədə bilməz, həm də litium örtük reaksiyasının qarşısını ala bilər.

Mənfi elektrod materialını da dəyişdirə bilərik. Bu, mənfi elektroda "qoruyucu paltar" taxmaq kimidir. Səth örtüyü, dopinq və ya ərinti kimi üsullar vasitəsilə mənfi elektrodun dayanıqlığını və anti-litium örtük qabiliyyətini yaxşılaşdıra bilərik.

Əlbəttə ki, batareya idarəetmə sistemi də vacibdir. Batareyanın təhlükəsiz şəraitdə işləməsini təmin etmək, həddindən artıq yükləmə və boşalmadan qaçmaq və litium örtük riskini azaltmaq üçün real vaxt rejimində şarj və boşalma prosesini izləyən və ağıllı şəkildə idarə edən ağıllı "uşağa" bənzəyir.

IV. Litium örtük batareyalara hansı təsir göstərir?

Litium örtük yaxşı bir şey deyil! Bu, batareyanın içərisində litium dendritlərin böyüməsinə səbəb olacaq. Bu litium dendritləri kiçik problem yaradanlar kimidir. Onlar ayırıcıya nüfuz edə və daxili qısaqapanmaya səbəb ola bilər ki, bu da çox təhlükəlidir. Ola bilsin ki, hətta termal qaçış və təhlükəsizlik qəzalarına səbəb olacaq. Üstəlik, litium örtük prosesi zamanı litium ionlarının sayı azalır və batareyanın tutumu da azalaraq batareyanın xidmət müddətini qısaldır.

V. Aşağı temperatur mühitləri ilə litium örtük arasında əlaqə nədir?

Aşağı temperaturlu mühitlərdə elektrolit yapışqan olacaq. Mənfi elektrodda litium yağıntısı daha şiddətli olacaq, yük ötürmə empedansı artacaq və kinetik şərait də pisləşəcək. Birləşdirilmiş bu amillər litium örtük fenomeninə yanacaq əlavə etmək, litium batareyaları aşağı temperaturlu mühitlərdə litium örtüklərə daha çox meylli etmək və batareyanın dərhal performansına və uzunmüddətli sağlamlığına təsir etmək kimidir.

VI. Batareyanın idarəetmə sistemi litium örtüyünü necə azalda bilər?

Batareyanın idarəetmə sistemi çox güclüdür! O, bir cüt iti göz kimi, həmişə batareyanın vəziyyətini müşahidə edərək, real vaxt rejimində batareya parametrlərinə nəzarət edə bilir. Sonra litium ionlarını itaətkar etmək üçün şarj strategiyasını məlumatlara uyğun olaraq tənzimləyin.

O, həmçinin batareyanın doldurulması əyrisində anormal dəyişiklikləri müəyyən edə bilər. Ağıllı bir detektiv kimi, litium örtük fenomenini əvvəlcədən təxmin edə və bunun qarşısını ala bilər.

Termal idarəetmə də çox vacibdir! Batareyanın idarəetmə sistemi işləmə temperaturunu idarə etmək üçün batareyanı qızdıra və ya soyuda bilər və litium örtük riskini azaltmaq üçün litium ionlarının müvafiq temperaturda hərəkət etməsinə imkan verir.

Balanslaşdırılmış şarj da vacibdir. O, hər bir litium ionunun öz "kiçik otağı" tapmasına imkan verdiyi kimi, batareya paketindəki hər bir batareyanın bərabər şəkildə doldurulmasını təmin edə bilər.

Üstəlik, materialşünaslıqda irəliləyişlər vasitəsilə biz batareyanı daha güclü etmək üçün mənfi elektrod materialını və batareyanın struktur dizaynını optimallaşdıra bilərik.

Nəhayət, şarj dərəcəsini və cərəyan paylamasını tənzimləmək də çox vacibdir. Həddindən artıq yerli cərəyan sıxlığından çəkinin və litium ionlarının mənfi elektroda təhlükəsiz daxil edilməsinə imkan vermək üçün ağlabatan doldurma kəsmə gərginliyi təyin edin.

Nəticə olaraq, litium batareyalarda litium örtük fenomeni bir az problemli olsa da, onun səbəblərini dərindən başa düşsək və effektiv profilaktik və nəzarət tədbirləri görsək, litium batareyaları daha təhlükəsiz edə, daha yaxşı performansa sahib ola bilərik və daha uzun xidmət müddətinə sahib ola bilərik. Litium batareyalarımızı qorumaq üçün birlikdə çalışaq!