Истражување на феноменот на литиумско обложување во литиумските батерии: Клучот за заштита на безбедноста и перформансите на батериите.

Еј, пријатели! Дали знаете кој е основниот извор на енергија во електронските уреди без кои не можеме да живееме секој ден, како што се мобилните телефони и лаптопите? Така е, тоа се литиумски батерии. Но, дали разбирате малку проблематичен феномен во литиумските батерии - литиумско обложување? Денес, ајде длабоко да го истражиме феноменот на литиумско обложување во литиумските батерии, да разбереме за што се работи, какви влијанија носи и како можеме да се справиме со него.

I. Што е литиумско обложување во литиумските батерии?

Литиумското обложување во литиумските батерии е како „мала несреќа“ во светот на батериите. Едноставно кажано, под специфични околности, јоните на литиум во батеријата треба добро да се наталожат на негативната електрода, но наместо тоа, тие безобразно се таложат на површината на негативната електрода и се претвораат во метален литиум, исто како што растат мали гранки. Ние го нарекуваме овој литиум дендрит. Овој феномен обично се јавува во средини со ниски температури или кога батеријата постојано се полни и празне. Бидејќи во тоа време, јоните на литиум што излегуваат од позитивната електрода не можат нормално да се вметнат во негативната електрода и можат само да „постават камп“ на површината на негативната електрода.

II. Зошто се појавува литиумско обложување?

Феноменот на литиумско обложување не се појавува без причина. Тоа е предизвикано од многу фактори кои работат заедно.

Прво, ако „малата куќа“ на негативната електрода не е доволно голема, односно, капацитетот на негативната електрода е недоволен за да ги собере сите јони на литиум што излегуваат од позитивната електрода, тогаш вишокот на литиумските јони може да таложи само на површината на негативната електрода.

Второ, внимавајте при полнењето! Ако се полни на ниски температури, со голема струја или преполнување, тоа е исто како да имате премногу гости кои одеднаш доаѓаат во „малата куќа“ на негативната електрода. Не може да се справи, а јоните на литиум не можат да се вметнат навреме, па настанува феноменот на литиумско обложување.

Исто така, ако внатрешната структура на батеријата не е разумно дизајнирана, како на пример ако има набори во сепараторот или ќелијата на батеријата е деформирана, тоа ќе влијае на патот кон дома за јони на литиум и ќе ги натера да не можат да ја најдат вистинската насока, што лесно може да доведе до литиумско обложување.

Покрај тоа, електролитот е како „мал водич“ за литиумските јони. Ако количината на електролит е недоволна или електродните плочи не се целосно инфилтрирани, јоните на литиум ќе се изгубат, а потоа ќе следи литиумско обложување.

Конечно, SEI филмот на површината на негативната електрода е исто така многу важен! Ако стане премногу дебел или оштетен, јоните на литиум не можат да влезат во негативната електрода и ќе се појави феноменот на литиумско обложување.

III. Како можеме да го решиме литиумското обложување?

Не грижете се, имаме начини да се справиме со литиумското обложување.

Можеме да ја оптимизираме структурата на батеријата. На пример, дизајнирајте ја батеријата поразумно, намалете ја областа наречена Overhang, користете дизајн со повеќе јазичиња и прилагодете го соодносот N/P за да им овозможите на јоните на литиум да течат понепречено.

Контролирањето на условите за полнење и празнење на батеријата е исто така клучно. Тоа е како да организирате соодветни „сообраќајни правила“ за литиумските јони. Контролирајте ги напонот, струјата и температурата на полнење и празнење, така што реакцијата на литиумско обложување е помала веројатност да се случи.

Подобрувањето на составот на електролитот е исто така добро. Можеме да додадеме литиумови соли, адитиви или ко-растворувачи за да го подобриме електролитот. Тоа не само што може да го инхибира распаѓањето на електролитот, туку и да ја спречи реакцијата на литиумско обложување.

Можеме да го измениме и материјалот на негативната електрода. Тоа е како да ставите „заштитна облека“ на негативната електрода. Преку методи како површинско обложување, допинг или легирање, можеме да ја подобриме стабилноста и способноста против литиумско обложување на негативната електрода.

Се разбира, од суштинско значење е и системот за управување со батерии. Тоа е како паметен „батлер“ кој го следи и интелигентно го контролира процесот на полнење и празнење во реално време за да се осигура дека батеријата работи под безбедни услови, да избегне преполнување и празнење и да го намали ризикот од литиумско обложување.

IV. Какво влијание има литиумското обложување врз батериите?

Литиумската облога не е добра работа! Тоа ќе предизвика литиумски дендрити да растат во внатрешноста на батеријата. Овие литиумски дендрити се како мали предизвикувачи на проблеми. Тие можат да навлезат во сепараторот и да предизвикаат внатрешен краток спој, што е многу опасно. Можеби тоа дури и ќе предизвика термички бегство и безбедносни несреќи. Покрај тоа, за време на процесот на обложување со литиум, бројот на литиумски јони се намалува, а капацитетот на батеријата исто така ќе се намали, со што ќе се скрати работниот век на батеријата.

V. Каква е врската помеѓу средини со ниска температура и литиумско обложување?

Во средини со ниски температури, електролитот ќе стане леплив. Врнежите на литиум на негативната електрода ќе бидат посилни, импедансата на пренос на полнеж ќе се зголеми, а кинетичките услови исто така ќе се влошат. Овие фактори заедно се како додавање гориво на феноменот на литиумско обложување, што ги прави литиумските батерии посклони на литиумско обложување во средини со ниски температури и влијае на непосредните перформанси и долгорочното здравје на батеријата.

VI. Како може системот за управување со батерии да го намали литиумот?

Системот за управување со батеријата е многу моќен! Може да ги следи параметрите на батеријата во реално време, исто како пар остри очи, секогаш набљудувајќи ја ситуацијата на батеријата. Потоа приспособете ја стратегијата за полнење според податоците за да ги направите јоните на литиум послушни.

Може да идентификува и абнормални промени во кривата на полнење на батеријата. Како паметен детектив, може однапред да го предвиди феноменот на литиумско обложување и да го избегне.

Термичкото управување е исто така многу важно! Системот за управување со батеријата може да ја загрее или лади батеријата за да ја контролира работната температура и да дозволи јоните на литиум да се движат на соодветна температура за да се намали ризикот од литиумско обложување.

Балансираното полнење е исто така од суштинско значење. Може да осигура дека секоја поединечна батерија во пакетот батерии се полни рамномерно, исто како што дозволува секој литиум јон да најде своја „мала соба“.

Покрај тоа, преку напредокот во науката за материјали, можеме да го оптимизираме материјалот на негативните електроди и структурниот дизајн на батеријата за да ја направиме батеријата посилна.

Конечно, приспособувањето на стапката на полнење и дистрибуцијата на струјата е исто така клучно. Избегнувајте прекумерна локална густина на струјата и поставете разумен напон за исклучување на полнење за да овозможите безбедно вметнување на јони на литиум во негативната електрода.

Како заклучок, иако феноменот на литиумско обложување во литиумските батерии е малку проблематичен, сè додека длабоко ги разбираме неговите причини и преземаме ефективни превентивни и контролни мерки, можеме да ги направиме литиумските батерии побезбедни, да имаат подобри перформанси и да имаат подолг работен век. Ајде да работиме заедно за да ги заштитиме нашите литиумски батерии!