Liitiumpatareide liitiumplaadistamise nähtuse uurimine: võti akude ohutuse ja jõudluse tagamiseks.

Hei, sõbrad! Kas teate, mis on põhiline energiaallikas elektroonikaseadmetes, ilma milleta me iga päev elada ei saa, näiteks mobiiltelefonid ja sülearvutid? See on õige, see on liitiumakud. Kuid kas te mõistate liitiumakude mõnevõrra tülikat nähtust - liitiumplaatimist? Täna uurime põhjalikult liitiumpatareide liitiumplaadistamise nähtust, mõistame, mis see on, milliseid mõjusid see toob ja kuidas sellega toime tulla.

I. Mis on liitiumpatareide liitiumplaatimine?

Liitiumpatareide liitiumplaatimine on akumaailmas nagu "väike õnnetus". Lihtsamalt öeldes peaksid akus olevad liitiumioonid teatud asjaoludel negatiivse elektroodi juures hästi paigastuma, kuid see-eest sadestuvad nad kelmikalt negatiivse elektroodi pinnale ja muutuvad metalliliseks liitiumiks, nagu kasvavad väikesed oksad. Me kutsume seda liitiumdendriidiks. See nähtus esineb tavaliselt madala temperatuuriga keskkondades või siis, kui akut laetakse ja tühjeneb korduvalt. Kuna sel ajal ei saa positiivsest elektroodist välja jooksvaid liitiumiioone tavaliselt negatiivsesse elektroodi sisestada ja need võivad "seadistada" ainult negatiivse elektroodi pinnale.

II. Miks liitiumplaatimine toimub?

Liitiumplaadistamise nähtus ei ilmne ilma põhjuseta. See on põhjustatud paljude tegurite koosmõjust.

Esiteks, kui negatiivse elektroodi "väike maja" ei ole piisavalt suur, see tähendab, et negatiivse elektroodi mahutavus ei ole piisav kõigi positiivselt elektroodilt jooksvate liitiumioonide mahutamiseks, siis üleliigsed liitiumioonid võivad sadestuda ainult elektroodi pinnale. negatiivne elektrood.

Teiseks olge laadimisel ettevaatlik! Kui laadite madalatel temperatuuridel, suure vooluga või ülelaadimisega, on see sama, kui negatiivse elektroodi "majja" tuleb korraga liiga palju külalisi. See ei saa sellega hakkama ja liitiumioone ei saa õigeaegselt sisestada, nii et tekib liitiumplaadistamise nähtus.

Samuti, kui aku sisemine struktuur ei ole mõistlikult kujundatud, näiteks kui separaatoris on kortsud või akuelement on deformeerunud, mõjutab see liitiumioonide koduteed ja ei suuda leida õiget suunda. võib kergesti viia liitiumplaadistamiseni.

Lisaks on elektrolüüt liitiumioonide jaoks justkui "väike teejuht". Kui elektrolüüdi kogus on ebapiisav või elektroodide plaadid ei ole täielikult imbunud, lähevad liitiumioonid kaduma ja järgneb liitiumplaatimine.

Lõpuks on väga oluline ka SEI-kile negatiivse elektroodi pinnal! Kui see muutub liiga paksuks või on kahjustatud, ei saa liitiumioonid siseneda negatiivsesse elektroodi ja ilmneb liitiumioonide katte nähtus.

III. Kuidas saame lahendada liitiumplaadistuse?

Ärge muretsege, meil on viise liitiumkattega tegelemiseks.

Saame optimeerida aku struktuuri. Näiteks kujundage aku mõistlikumalt, vähendage üleulatuvat ala, kasutage mitme vahelehega kujundust ja reguleerige N/P suhet, et liitiumioonid voolaksid sujuvamalt.

Samuti on ülioluline kontrollida aku laadimise ja tühjenemise tingimusi. See on nagu liitiumioonide jaoks sobivate "liiklusreeglite" korraldamine. Kontrollige laadimis- ja tühjenduspinget, voolu ja temperatuuri nii, et liitiumplaadistuse reaktsioon oleks väiksem.

Hea on ka elektrolüüdi koostise parandamine. Elektrolüüdi paremaks muutmiseks võime lisada liitiumisooli, lisaaineid või kaaslahusteid. See ei saa mitte ainult pärssida elektrolüüdi lagunemist, vaid takistada ka liitiumplaadistamise reaktsiooni.

Samuti saame muuta negatiivse elektroodi materjali. See on nagu "kaitseriietuse" panemine negatiivsele elektroodile. Selliste meetodite abil nagu pinna katmine, doping või legeerimine, saame parandada negatiivse elektroodi stabiilsust ja liitiumivastase katte võimet.

Loomulikult on hädavajalik ka akuhaldussüsteem. See on nagu nutikas "ülemteener", mis jälgib ja kontrollib nutikalt reaalajas laadimis- ja tühjendusprotsessi, et tagada aku töö ohutustingimustes, vältida ülelaadimist ja tühjenemist ning vähendada liitiumplaadistamise ohtu.

IV. Millist mõju avaldab liitiumplaat akudele?

Liitiumpindamine ei ole hea asi! See põhjustab liitiumdendriitide kasvu aku sees. Need liitiumdendriidid on nagu väikesed tülikad. Need võivad tungida separaatorisse ja põhjustada sisemise lühise, mis on väga ohtlik. Võib-olla põhjustab see isegi termilise põgenemise ja ohutusõnnetusi. Lisaks väheneb liitiumioonide arv liitiumioonide töötlemisel ja aku võimsus väheneb, mis lühendab aku kasutusiga.

V. Milline on seos madala temperatuuriga keskkondade ja liitiumplaadistuse vahel?

Madala temperatuuriga keskkondades muutub elektrolüüt kleepuvaks. Liitiumi sadestumine negatiivse elektroodi juures on tugevam, laengu ülekandetakistus suureneb ja ka kineetilised tingimused halvenevad. Need tegurid kombineerituna on nagu liitiumplaadistamise nähtusele kütuse lisamine, muutes liitiumpatareid madalatemperatuurilistes keskkondades liitiumplaadistusele kalduvamaks ning mõjutades aku vahetut jõudlust ja pikaajalist tervist.

VI. Kuidas saab akuhaldussüsteem liitiumiga katmist vähendada?

Akuhaldussüsteem on väga võimas! See suudab jälgida aku parameetreid reaalajas, nagu paar teravat silma, jälgides alati aku olukorda. Seejärel kohandage laadimisstrateegiat vastavalt andmetele, et liitiumioonid oleksid kuulekad.

See võib tuvastada ka ebanormaalseid muutusi aku laadimiskõveras. Nagu nutikas detektiiv, suudab see liitiumplaadistuse nähtust ette ennustada ja seda vältida.

Väga oluline on ka soojusjuhtimine! Akuhaldussüsteem võib akut soojendada või jahutada, et reguleerida töötemperatuuri ja võimaldada liitiumioonidel liikuda sobival temperatuuril, et vähendada liitiumplaadistamise ohtu.

Samuti on oluline tasakaalustatud laadimine. See võib tagada, et iga akupatarei aku laetakse ühtlaselt, nagu võimaldades igal liitiumioonil leida oma "väike ruum".

Lisaks saame materjaliteaduse edusammude kaudu optimeerida ka negatiivse elektroodi materjali ja aku konstruktsiooni, et muuta aku tugevamaks.

Lõpuks on otsustava tähtsusega ka laadimiskiiruse ja voolujaotuse reguleerimine. Vältige liigset kohalikku voolutihedust ja määrake mõistlik laadimise katkestuspinge, mis võimaldab liitiumioonide ohutut sisestamist negatiivsesse elektroodi.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kuigi liitiumpatareide liitiumplaadistamise nähtus on pisut tülikas, saame liitiumakud muuta ohutumaks, parema jõudluse ja pikema kasutuseaga seni, kuni mõistame selle põhjuseid põhjalikult ning võtame tõhusaid ennetus- ja kontrollimeetmeid. Tehkem koostööd, et kaitsta oma liitiumakusid!