Að kanna litíumhúðun fyrirbæri í litíum rafhlöðum: Lykillinn að því að tryggja öryggi og frammistöðu rafhlöðunnar.

Hæ, vinir! Veistu hver kjarni orkugjafinn er í raftækjunum sem við getum ekki lifað án á hverjum degi, eins og farsímum og fartölvum? Það er rétt, þetta eru litíum rafhlöður. En skilurðu nokkuð vandræðalegt fyrirbæri í litíum rafhlöðum - litíumhúðun? Í dag skulum við kanna djúpt litíumhúðunarfyrirbærið í litíum rafhlöðum, skilja hvað það snýst um, hvaða áhrif það hefur í för með sér og hvernig við getum tekist á við það.

I. Hvað er litíumhúðun í litíum rafhlöðum?

Litíumhúðun í litíum rafhlöðum er eins og "lítið slys" í rafhlöðuheiminum. Einfaldlega sagt, undir sérstökum kringumstæðum, ættu litíumjónir í rafhlöðunni að setjast vel við neikvæða rafskautið, en í staðinn falla þær út á yfirborð neikvæða rafskautsins og breytast í litíum úr málmi, rétt eins og vaxa litlar greinar. Við köllum þetta litíum dendrite. Þetta fyrirbæri kemur venjulega fram í lághitaumhverfi eða þegar rafhlaðan er endurtekin hlaðin og tæmd. Vegna þess að á þessum tíma er ekki hægt að setja litíumjónirnar sem renna út úr jákvæðu rafskautinu venjulega inn í neikvæða rafskautið og geta aðeins "sett upp herbúðir" á yfirborði neikvæða rafskautsins.

II. Hvers vegna á sér stað litíumhúðun?

Lithiumhúðunarfyrirbærið birtist ekki að ástæðulausu. Það stafar af mörgum þáttum sem vinna saman.

Í fyrsta lagi, ef "lítið hús" neikvæða rafskautsins er ekki nógu stórt, það er að neikvæð rafskautsgeta er ófullnægjandi til að taka við öllum litíumjónum sem renna frá jákvæðu rafskautinu, þá geta umfram litíumjónir aðeins fallið út á yfirborði neikvæða rafskautið.

Í öðru lagi skaltu fara varlega þegar þú hleður! Ef hleðsla er við lágt hitastig, með miklum straumi eða ofhleðslu, þá er það eins og að of margir gestir komi í "litla húsið" á neikvæðu rafskautinu í einu. Það ræður ekki við það og ekki er hægt að setja litíumjónirnar í tíma, þannig að litíumhúðun fyrirbæri kemur fram.

Einnig, ef innri uppbygging rafhlöðunnar er ekki hönnuð á sanngjarnan hátt, svo sem ef það eru hrukkur í skilrúminu eða rafhlöðusalan er aflöguð, mun það hafa áhrif á leiðina heim fyrir litíumjónir og gera þær ófær um að finna rétta stefnu, sem getur auðveldlega leitt til litíumhúðun.

Auk þess er raflausnin eins og "lítill leiðarvísir" fyrir litíumjónir. Ef magn raflausnar er ófullnægjandi eða rafskautsplöturnar eru ekki að fullu síast inn, munu litíumjónirnar glatast og litíumhúðun mun fylgja í kjölfarið.

Að lokum er SEI kvikmyndin á yfirborði neikvæða rafskautsins líka mjög mikilvæg! Ef það verður of þykkt eða skemmist geta litíumjónirnar ekki farið inn í neikvæða rafskautið og litíumhúðun kemur fram.

III. Hvernig getum við leyst litíumhúðun?

Ekki hafa áhyggjur, við höfum leiðir til að takast á við litíumhúðun.

Við getum fínstillt uppbyggingu rafhlöðunnar. Til dæmis, hannaðu rafhlöðuna á sanngjarnari hátt, minnkaðu svæðið sem kallast Overhang, notaðu fjölflipa hönnun og stilltu N/P hlutfallið til að leyfa litíumjónum að flæða sléttari.

Að stjórna hleðslu- og afhleðsluskilyrðum rafhlöðunnar er einnig mikilvægt. Þetta er eins og að raða viðeigandi „umferðarreglum“ fyrir litíumjónir. Stjórnaðu hleðslu- og afhleðsluspennu, straumi og hitastigi þannig að minni líkur séu á að litíumhúðunarviðbrögð eigi sér stað.

Það er líka gott að bæta samsetningu raflausnarinnar. Við getum bætt við litíumsöltum, aukefnum eða hjálparleysum til að gera raflausnina betri. Það getur ekki aðeins hindrað niðurbrot raflausnarinnar heldur einnig komið í veg fyrir litíumhúðunarviðbrögðin.

Við getum líka breytt neikvæðu rafskautsefninu. Þetta er eins og að setja „hlífðarfatnað“ á neikvæða rafskautið. Með aðferðum eins og yfirborðshúð, lyfjanotkun eða málmblöndur getum við bætt stöðugleika og andlitíumhúðunargetu neikvæða rafskautsins.

Auðvitað er rafhlöðustjórnunarkerfið líka nauðsynlegt. Það er eins og snjall „butler“ sem fylgist með og stýrir hleðslu- og afhleðsluferlinu á skynsamlegan hátt í rauntíma til að tryggja að rafhlaðan virki við öruggar aðstæður, forðast ofhleðslu og afhleðslu og draga úr hættu á litíumhúðun.

IV. Hvaða áhrif hefur litíumhúðun á rafhlöður?

Litíumhúðun er ekki góð! Það mun valda því að litíum dendrites vex inni í rafhlöðunni. Þessir litíumdendrítar eru eins og litlir vandræðagemsar. Þeir geta farið í gegnum skiljuna og valdið innri skammhlaupi, sem er mjög hættulegt. Kannski mun það jafnvel kalla fram hitauppstreymi og öryggisslys. Þar að auki, meðan á litíumhúðunarferlinu stendur, fækkar litíumjónum og rafhlaðan mun einnig minnka, sem styttir endingartíma rafhlöðunnar.

V. Hvert er sambandið á milli lághitaumhverfis og litíumhúðunar?

Í lághitaumhverfi verður raflausnin klístur. Litíumúrkoma við neikvæða rafskautið verður alvarlegri, hleðsluflutningsviðnám eykst og hreyfiskilyrði munu einnig versna. Þessir þættir samanlagt eru eins og að bæta eldsneyti við litíumhúðun fyrirbæri, sem gerir litíum rafhlöður hættara við litíumhúðun í lághitaumhverfi og hefur áhrif á strax afköst og langtíma heilsu rafhlöðunnar.

VI. Hvernig getur rafhlöðustjórnunarkerfið dregið úr litíumhúðun?

Rafhlöðustjórnunarkerfið er mjög öflugt! Það getur fylgst með rafhlöðubreytum í rauntíma, rétt eins og par af glöggum augum, sem fylgist alltaf með stöðu rafhlöðunnar. Stilltu síðan hleðslustefnuna í samræmi við gögnin til að gera litíumjónirnar hlýðnar.

Það getur einnig greint óeðlilegar breytingar á hleðsluferli rafhlöðunnar. Eins og klár einkaspæjari getur hann spáð fyrir um litíumhúðun fyrirbæri fyrirfram og forðast það.

Hitastjórnun er líka mjög mikilvæg! Rafhlöðustjórnunarkerfið getur hitað eða kælt rafhlöðuna til að stjórna rekstrarhitastigi og leyfa litíumjónum að hreyfast við viðeigandi hitastig til að draga úr hættu á litíumhúðun.

Jafnvæg hleðsla er einnig nauðsynleg. Það getur tryggt að hver einasta rafhlaða í rafhlöðupakkanum sé hlaðin jafnt, rétt eins og að leyfa hverri litíumjónu að finna sitt eigið "litla herbergi".

Þar að auki, með framförum í efnisvísindum, getum við einnig fínstillt neikvæða rafskautsefnið og byggingarhönnun rafhlöðunnar til að gera rafhlöðuna sterkari.

Að lokum er einnig mikilvægt að stilla hleðsluhraða og straumdreifingu. Forðastu of mikinn staðbundinn straumþéttleika og stilltu hæfilega hleðsluspennu til að gera litíumjónum kleift að setja á öruggan hátt í neikvæða rafskautið.

Að lokum, þó að litíumhúðun fyrirbæri í litíum rafhlöðum sé svolítið erfið, svo framarlega sem við skiljum djúpt orsakir þess og tökum skilvirkar fyrirbyggjandi og eftirlitsráðstafanir, getum við gert litíum rafhlöður öruggari, hafa betri afköst og hafa lengri endingartíma. Við skulum vinna saman að því að vernda litíum rafhlöðurnar okkar!