Eksplorimi i fenomenit të veshjes së litiumit në bateritë e litiumit: Çelësi për ruajtjen e sigurisë dhe performancës së baterisë.

Hej miq! A e dini se cili është burimi kryesor i energjisë në pajisjet elektronike pa të cilat nuk mund të jetojmë çdo ditë, si telefonat celularë dhe laptopët? Kjo është e drejtë, janë bateri litium. Por a e kuptoni një fenomen disi shqetësues në bateritë e litiumit - veshjen me litium? Sot, le të eksplorojmë thellësisht fenomenin e veshjes me litium në bateritë e litiumit, të kuptojmë se për çfarë bëhet fjalë, çfarë ndikimesh sjell dhe si mund ta trajtojmë atë.

I. Çfarë është platja me litium në bateritë e litiumit?

Veshja me litium në bateritë e litiumit është si një "aksident i vogël" në botën e baterive. E thënë thjesht, në rrethana specifike, jonet e litiumit në bateri duhet të vendosen mirë në elektrodën negative, por në vend të kësaj, ato precipitojnë me djallëzi në sipërfaqen e elektrodës negative dhe kthehen në litium metalik, njësoj si rritja e degëve të vogla. Ne e quajmë këtë litium dendrit. Ky fenomen zakonisht ndodh në mjedise me temperaturë të ulët ose kur bateria ngarkohet dhe shkarkohet në mënyrë të përsëritur. Sepse në këtë kohë, jonet e litiumit që dalin nga elektroda pozitive nuk mund të futen normalisht në elektrodën negative dhe mund të "ngrenë kamp" vetëm në sipërfaqen e elektrodës negative.

II. Pse ndodh litiumi?

Fenomeni i veshjes së litiumit nuk shfaqet pa arsye. Shkaktohet nga shumë faktorë që punojnë së bashku.

Së pari, nëse "shtëpia e vogël" e elektrodës negative nuk është mjaft e madhe, domethënë kapaciteti i elektrodës negative është i pamjaftueshëm për të akomoduar të gjithë jonet e litiumit që rrjedhin nga elektroda pozitive, atëherë jonet e tepërta të litiumit mund të precipitojnë vetëm në sipërfaqen e elektroda negative.

Së dyti, kini kujdes kur karikoni! Nëse karikoni në temperatura të ulëta, me një rrymë të madhe ose mbingarkesë, është si të keni shumë mysafirë që vijnë menjëherë në "shtëpinë e vogël" të elektrodës negative. Nuk e përballon dot dhe jonet e litiumit nuk mund të futen në kohë, kështu që ndodh fenomeni i litiumit.

Gjithashtu, nëse struktura e brendshme e baterisë nuk është projektuar në mënyrë të arsyeshme, si p.sh. nëse ka rrudha në ndarës ose qeliza e baterisë është deformuar, kjo do të ndikojë në rrugën drejt shtëpisë për jonet e litiumit dhe do t'i bëjë ata të paaftë për të gjetur drejtimin e duhur, gjë që. mund të çojë lehtësisht në veshjen me litium.

Përveç kësaj, elektroliti është si një "udhëzues i vogël" për jonet e litiumit. Nëse sasia e elektrolitit është e pamjaftueshme ose pllakat e elektrodave nuk janë plotësisht të infiltruara, jonet e litiumit do të humbasin dhe do të vijojë vendosja e litiumit.

Së fundi, filmi SEI në sipërfaqen e elektrodës negative është gjithashtu shumë i rëndësishëm! Nëse bëhet shumë i trashë ose dëmtohet, jonet e litiumit nuk mund të hyjnë në elektrodën negative dhe do të shfaqet fenomeni i veshjes së litiumit.

III. Si mund ta zgjidhim veshjen me litium?

Mos u shqetësoni, ne kemi mënyra për t'u marrë me veshjen me litium.

Ne mund të optimizojmë strukturën e baterisë. Për shembull, dizajnoni baterinë në mënyrë më të arsyeshme, zvogëloni zonën e quajtur Overhang, përdorni një dizajn me shumë skeda dhe rregulloni raportin N/P për të lejuar që jonet e litiumit të rrjedhin më pa probleme.

Kontrolli i kushteve të karikimit dhe shkarkimit të baterisë është gjithashtu thelbësor. Është si rregullimi i "rregullave të trafikut" të përshtatshëm për jonet e litiumit. Kontrolloni tensionin, rrymën dhe temperaturën e ngarkimit dhe shkarkimit në mënyrë që reaksioni i litiumit të ketë më pak gjasa të ndodhë.

Përmirësimi i përbërjes së elektrolitit është gjithashtu i mirë. Ne mund të shtojmë kripëra litiumi, aditivë ose bashkëtretës për ta bërë elektrolitin më të mirë. Ai jo vetëm që mund të pengojë dekompozimin e elektrolitit, por edhe të parandalojë reagimin e litiumit.

Mund të modifikojmë gjithashtu materialin e elektrodës negative. Është si të vendosësh një “veshje mbrojtëse” në elektrodën negative. Nëpërmjet metodave të tilla si veshja sipërfaqësore, dopingu ose aliazhi, ne mund të përmirësojmë qëndrueshmërinë dhe aftësinë kundër litiumit të elektrodës negative.

Sigurisht, sistemi i menaxhimit të baterisë është gjithashtu thelbësor. Është si një "butler" i zgjuar që monitoron dhe kontrollon në mënyrë inteligjente procesin e karikimit dhe shkarkimit në kohë reale për të siguruar që bateria të funksionojë në kushte të sigurta, të shmangë mbingarkimin dhe shkarkimin dhe të zvogëlojë rrezikun e veshjes me litium.

IV. Çfarë ndikimesh ka litiumi në bateri?

Veshja me litium nuk është një gjë e mirë! Do të bëjë që dendritet e litiumit të rriten brenda baterisë. Këto dendrite litiumi janë si ngatërrestarë të vegjël. Ato mund të depërtojnë në ndarësin dhe të shkaktojnë një qark të shkurtër të brendshëm, i cili është shumë i rrezikshëm. Ndoshta do të shkaktojë edhe aksidente termike të arratisjes dhe sigurisë. Për më tepër, gjatë procesit të veshjes së litiumit, numri i joneve të litiumit zvogëlohet dhe kapaciteti i baterisë gjithashtu do të ulet, duke shkurtuar jetën e baterisë.

V. Cila është marrëdhënia midis mjediseve me temperaturë të ulët dhe veshjes me litium?

Në mjedise me temperaturë të ulët, elektroliti do të bëhet ngjitës. Reshjet e litiumit në elektrodën negative do të jenë më të rënda, impedanca e transferimit të ngarkesës do të rritet dhe kushtet kinetike gjithashtu do të përkeqësohen. Këta faktorë të kombinuar janë si shtimi i karburantit në fenomenin e veshjes së litiumit, duke i bërë bateritë e litiumit më të prirura ndaj veshjes me litium në mjedise me temperaturë të ulët dhe duke ndikuar në performancën e menjëhershme dhe shëndetin afatgjatë të baterisë.

VI. Si mundet sistemi i menaxhimit të baterisë të zvogëlojë veshjen me litium?

Sistemi i menaxhimit të baterisë është shumë i fuqishëm! Mund të monitorojë parametrat e baterisë në kohë reale, ashtu si një palë sy të mprehtë, duke vëzhguar gjithmonë situatën e baterisë. Më pas rregulloni strategjinë e karikimit sipas të dhënave për t'i bërë të bindur jonet e litiumit.

Mund të identifikojë gjithashtu ndryshime jonormale në kurbën e karikimit të baterisë. Ashtu si një detektiv i zgjuar, ai mund të parashikojë paraprakisht fenomenin e veshjes së litiumit dhe ta shmangë atë.

Menaxhimi termik është gjithashtu shumë i rëndësishëm! Sistemi i menaxhimit të baterisë mund të ngrohë ose ftojë baterinë për të kontrolluar temperaturën e funksionimit dhe për të lejuar që jonet e litiumit të lëvizin në një temperaturë të përshtatshme për të zvogëluar rrezikun e veshjes me litium.

Karikimi i balancuar është gjithashtu thelbësor. Mund të sigurojë që secila bateri e vetme në paketën e baterisë të jetë e ngarkuar në mënyrë të barabartë, ashtu si të lejojë çdo jon litium të gjejë "dhomën e vogël" të vet.

Për më tepër, nëpërmjet përparimeve në shkencën e materialeve, ne gjithashtu mund të optimizojmë materialin e elektrodës negative dhe modelin strukturor të baterisë për ta bërë baterinë më të fortë.

Së fundi, rregullimi i shkallës së tarifimit dhe shpërndarjes aktuale është gjithashtu thelbësor. Shmangni densitetin e tepërt të rrymës lokale dhe vendosni një tension të arsyeshëm ndërprerës të karikimit për të lejuar që jonet e litiumit të futen në mënyrë të sigurt në elektrodën negative.

Si përfundim, megjithëse fenomeni i veshjes me litium në bateritë e litiumit është pak i mundimshëm, për sa kohë që i kuptojmë thellësisht shkaqet e tij dhe marrim masa efektive parandaluese dhe kontrolli, mund t'i bëjmë bateritë e litiumit më të sigurta, të kenë performancë më të mirë dhe të kenë një jetë më të gjatë shërbimi. Le të punojmë së bashku për të mbrojtur bateritë tona litium!