ლითიუმის დაფარვის ფენომენის შესწავლა ლითიუმის ბატარეებში: გასაღები ბატარეის უსაფრთხოებისა და მუშაობისთვის.

ჰეი, მეგობრებო! იცით, რა არის ენერგიის ძირითადი წყარო ელექტრონულ მოწყობილობებში, რომელთა გარეშეც ყოველდღიურად ვერ ვიცხოვრებთ, როგორიცაა მობილური ტელეფონები და ლეპტოპები? მართალია, ეს არის ლითიუმის ბატარეები. მაგრამ გესმით ლითიუმის ბატარეების გარკვეულწილად პრობლემური ფენომენი - ლითიუმის საფარი? დღეს, მოდით ღრმად გამოვიკვლიოთ ლითიუმის დაფარვის ფენომენი ლითიუმის ბატარეებში, გავიგოთ, რა არის ეს ყველაფერი, რა ზემოქმედება მოაქვს მას და როგორ შეგვიძლია გავუმკლავდეთ მას.

I. რა არის ლითიუმის მოპირკეთება ლითიუმის ბატარეებში?

ლითიუმის მოპირკეთება ლითიუმის ბატარეებში არის "პატარა უბედური შემთხვევა" ბატარეის სამყაროში. მარტივად რომ ვთქვათ, კონკრეტულ გარემოებებში, ბატარეაში ლითიუმის იონები კარგად უნდა დადგეს უარყოფით ელექტროდზე, მაგრამ სამაგიეროდ, ისინი ეშმაკურად ილექება უარყოფითი ელექტროდის ზედაპირზე და გადაიქცევა მეტალის ლითიუმად, ისევე როგორც პატარა ტოტების ზრდას. ჩვენ ამას ლითიუმის დენდრიტს ვუწოდებთ. ეს ფენომენი ჩვეულებრივ ხდება დაბალ ტემპერატურულ გარემოში ან როდესაც ბატარეა განმეორებით არის დამუხტული და დაცლილი. იმის გამო, რომ ამ დროს დადებითი ელექტროდიდან გამომავალი ლითიუმის იონები ნორმალურად ვერ შედიან უარყოფით ელექტროდში და შეუძლიათ მხოლოდ უარყოფითი ელექტროდის ზედაპირზე „დააწყონ ბანაკი“.

II. რატომ ხდება ლითიუმის დაფარვა?

ლითიუმის საფარის ფენომენი უმიზეზოდ არ ჩნდება. ეს გამოწვეულია მრავალი ფაქტორის ერთობლივი მუშაობის შედეგად.

ჯერ ერთი, თუ უარყოფითი ელექტროდის „პატარა სახლი“ საკმარისად დიდი არ არის, ანუ ელექტროდის უარყოფითი ტევადობა არასაკმარისია დადებითი ელექტროდიდან გამომავალი ყველა ლითიუმის იონების დასატევად, მაშინ ჭარბი ლითიუმის იონები მხოლოდ ზედაპირზე შეიძლება დალექოს. უარყოფითი ელექტროდი.

მეორეც, ფრთხილად იყავით დატენვისას! თუ იტენება დაბალ ტემპერატურაზე, დიდი დენით ან გადატვირთვით, ეს იგივეა, რომ ძალიან ბევრი სტუმარი მოდის უარყოფითი ელექტროდის "პატარა სახლში" ერთდროულად. მას არ შეუძლია გაუმკლავდეს და ლითიუმის იონები დროულად ვერ შეიტანება, ამიტომ ხდება ლითიუმის დაფარვის ფენომენი.

ასევე, თუ ბატარეის შიდა სტრუქტურა არ არის შემუშავებული გონივრულად, მაგალითად, თუ არის ნაოჭები გამყოფში ან ბატარეის ელემენტი დეფორმირებულია, ეს გავლენას მოახდენს ლითიუმის იონების სახლის გზაზე და მათ ვერ შეძლებენ სწორი მიმართულების პოვნას. ადვილად შეიძლება გამოიწვიოს ლითიუმის მოოქროვება.

გარდა ამისა, ელექტროლიტი ლითიუმის იონების „პატარა სახელმძღვანელოს“ ჰგავს. თუ ელექტროლიტის რაოდენობა არასაკმარისია ან ელექტროდის ფირფიტები სრულად არ არის ინფილტრირებული, ლითიუმის იონები დაიკარგება და მოჰყვება ლითიუმის მოპირკეთება.

და ბოლოს, SEI ფილმი უარყოფითი ელექტროდის ზედაპირზე ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია! თუ ის ძალიან სქელია ან დაზიანებულია, ლითიუმის იონები ვერ შედიან უარყოფით ელექტროდში და გამოჩნდება ლითიუმის დაფარვის ფენომენი.

III. როგორ მოვაგვაროთ ლითიუმის საფარი?

არ ინერვიულოთ, ჩვენ გვაქვს გზები ლითიუმის დაფარვასთან გამკლავებისთვის.

ჩვენ შეგვიძლია ბატარეის სტრუქტურის ოპტიმიზაცია. მაგალითად, დააპროექტეთ ბატარეა უფრო გონივრულად, შეამცირეთ არეალი სახელწოდებით Overhang, გამოიყენეთ მრავალ ჩანართის დიზაინი და დაარეგულირეთ N/P თანაფარდობა, რათა ლითიუმის იონები უფრო შეუფერხებლად მიედინონ.

ასევე მნიშვნელოვანია ბატარეის დატენვისა და განმუხტვის პირობების კონტროლი. ეს ჰგავს ლითიუმის იონების შესაბამისი „საგზაო წესების“ მოწყობას. აკონტროლეთ დამუხტვის და განმუხტვის ძაბვა, დენი და ტემპერატურა ისე, რომ ლითიუმის დაფარვის რეაქცია ნაკლებად მოხდეს.

ასევე კარგია ელექტროლიტის შემადგენლობის გაუმჯობესება. ჩვენ შეგვიძლია დავამატოთ ლითიუმის მარილები, დანამატები ან თანაგამხსნელები, რათა ელექტროლიტი უკეთესი იყოს. მას შეუძლია არა მხოლოდ შეაფერხოს ელექტროლიტის დაშლა, არამედ თავიდან აიცილოს ლითიუმის დაფარვის რეაქცია.

ჩვენ ასევე შეგვიძლია შევცვალოთ უარყოფითი ელექტროდის მასალა. ეს ჰგავს უარყოფით ელექტროდზე „დამცავი ტანსაცმლის“ დადებას. ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა ზედაპირის საფარი, დოპინგი ან შენადნობი, ჩვენ შეგვიძლია გავაუმჯობესოთ უარყოფითი ელექტროდის სტაბილურობა და ლითიუმის საწინააღმდეგო უნარი.

რა თქმა უნდა, ბატარეის მართვის სისტემაც აუცილებელია. ეს ჰგავს ჭკვიან „ბატლერს“, რომელიც აკონტროლებს და ჭკვიანურად აკონტროლებს დატენვის და განმუხტვის პროცესს რეალურ დროში, რათა უზრუნველყოს ბატარეის მუშაობა უსაფრთხო პირობებში, თავიდან აიცილოს ზედმეტი დატენვა და დატენვა და შეამციროს ლითიუმის საფარის რისკი.

IV. რა გავლენას ახდენს ლითიუმის მოპირკეთება ბატარეებზე?

ლითიუმის მოოქროვილი არ არის კარგი რამ! ეს გამოიწვევს ლითიუმის დენდრიტების ზრდას ბატარეის შიგნით. ეს ლითიუმის დენდრიტები პატარა პრობლემურებს ჰგავს. მათ შეუძლიათ შეაღწიონ გამყოფში და გამოიწვიოს შიდა მოკლე ჩართვა, რაც ძალიან საშიშია. შესაძლოა ამან გამოიწვიოს თერმული გაქცევა და უსაფრთხოების ავარიები. უფრო მეტიც, ლითიუმის დაფარვის პროცესის დროს ლითიუმის იონების რაოდენობა მცირდება და ბატარეის სიმძლავრეც შემცირდება, რაც ამცირებს ბატარეის მომსახურების ხანგრძლივობას.

V. რა კავშირია დაბალტემპერატურულ გარემოსა და ლითიუმით დაფარვას შორის?

დაბალ ტემპერატურულ გარემოში ელექტროლიტი გახდება წებოვანი. ლითიუმის ნალექი უარყოფით ელექტროდზე უფრო მძიმე იქნება, მუხტის გადაცემის წინაღობა გაიზრდება და კინეტიკური პირობებიც გაუარესდება. ეს ფაქტორები ერთობლიობაში ჰგავს საწვავის დამატებას ლითიუმის დაფარვის ფენომენზე, რაც ლითიუმის ბატარეებს უფრო მიდრეკილს ხდის ლითიუმით დაფარვისკენ დაბალ ტემპერატურულ გარემოში და გავლენას ახდენს ბატარეის მყისიერ შესრულებაზე და გრძელვადიან ჯანმრთელობაზე.

VI. როგორ შეუძლია ბატარეის მართვის სისტემამ შეამციროს ლითიუმის საფარი?

ბატარეის მართვის სისტემა ძალიან ძლიერია! მას შეუძლია რეალურ დროში აკონტროლოს ბატარეის პარამეტრები, ისევე როგორც წყვილი მახვილი თვალი, ყოველთვის აკვირდება ბატარეის მდგომარეობას. შემდეგ შეცვალეთ დატენვის სტრატეგია მონაცემების მიხედვით, რათა ლითიუმის იონები დაემორჩილონ.

მას ასევე შეუძლია ბატარეის დატენვის მრუდის არანორმალური ცვლილებების იდენტიფიცირება. ჭკვიანი დეტექტივის მსგავსად, მას შეუძლია წინასწარ განსაზღვროს ლითიუმის საფარის ფენომენი და თავიდან აიცილოს იგი.

თერმული მართვა ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია! ბატარეის მართვის სისტემას შეუძლია გაათბოს ან გაგრილდეს ბატარეა ოპერაციული ტემპერატურის გასაკონტროლებლად და ლითიუმის იონების გადაადგილების საშუალებას მისცემს შესაბამის ტემპერატურაზე, რათა შემცირდეს ლითიუმის საფარის რისკი.

ასევე აუცილებელია დაბალანსებული დამუხტვა. მას შეუძლია უზრუნველყოს, რომ ბატარეის პაკეტში თითოეული ბატარეა თანაბრად დამუხტულია, ისევე როგორც თითოეულ ლითიუმის იონს საშუალებას აძლევს იპოვოს საკუთარი "პატარა ოთახი".

უფრო მეტიც, მასალების მეცნიერების მიღწევებით, ჩვენ ასევე შეგვიძლია უარყოფითი ელექტროდის მასალის ოპტიმიზაცია და ბატარეის სტრუქტურული დიზაინი, რათა ბატარეა გაძლიერდეს.

და ბოლოს, დატენვის სიჩქარისა და დენის განაწილების კორექტირება ასევე გადამწყვეტია. მოერიდეთ ადგილობრივი დენის გადაჭარბებულ სიმკვრივეს და დააყენეთ გონივრული დამუხტვის გამორთვის ძაბვა, რათა ლითიუმის იონები უსაფრთხოდ შევიდეს უარყოფით ელექტროდში.

დასასრულს, მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმის ბატარეებში ლითიუმის დაფარვის ფენომენი ცოტა პრობლემურია, სანამ ღრმად გვესმის მისი მიზეზები და მივიღებთ ეფექტურ პრევენციულ და საკონტროლო ზომებს, ჩვენ შეგვიძლია გავხადოთ ლითიუმის ბატარეები უფრო უსაფრთხო, უკეთესი შესრულება და უფრო ხანგრძლივი მომსახურების ვადა. მოდით ვიმუშაოთ ერთად ჩვენი ლითიუმის ბატარეების დასაცავად!