Истраживање феномена литијумске превлаке у литијумским батеријама: кључ за очување безбедности и перформанси батерија.

Хеј, пријатељи! Да ли знате шта је основни извор енергије у електронским уређајима без којих не можемо да живимо сваки дан, као што су мобилни телефони и лаптопови? Тако је, то су литијумске батерије. Али да ли разумете помало проблематичан феномен у литијумским батеријама - литијумско превлачење? Данас, хајде да дубоко истражимо феномен литијумског превлачења у литијумским батеријама, разумемо о чему се ради, какве утицаје доноси и како се можемо носити са тим.

И. Шта је литијумско облагање у литијумским батеријама?

Литијумско облагање у литијумским батеријама је као „мала незгода“ у свету батерија. Једноставно речено, под одређеним околностима, литијум јони у батерији би требало да се добро слегну на негативној електроди, али уместо тога, они се несташно таложе на површини негативне електроде и претварају се у метални литијум, баш као што расту мале гране. Ово називамо литијум дендритом. Овај феномен се обично јавља у окружењима са ниским температурама или када се батерија више пута пуни и празни. Зато што у овом тренутку, јони литијума који излазе из позитивне електроде не могу нормално да се убаце у негативну електроду и могу само да „устану у логор“ на површини негативне електроде.

ИИ. Зашто се јавља литијумско облагање?

Феномен литијумске превлаке се не појављује без разлога. То је узроковано многим факторима који раде заједно.

Прво, ако "мала кућа" негативне електроде није довољно велика, односно капацитет негативне електроде није довољан да прими све литијумове јоне који излазе из позитивне електроде, онда вишак литијумових јона може само таложити на површини негативна електрода.

Друго, будите пажљиви приликом пуњења! Ако се пуни на ниским температурама, великом струјом или препуном, то је као да превише гостију долази у „малу кућу“ негативне електроде одједном. Не може да се носи са тим, а литијум јони се не могу убацити на време, тако да се јавља феномен литијумске превлаке.

Такође, ако унутрашња структура батерије није дизајнирана на разуман начин, као што је набора на сепаратору или је ћелија батерије деформисана, то ће утицати на пут до куће за литијум јоне и онемогућавати им да пронађу прави правац, што може лако довести до литијумског облагања.

Осим тога, електролит је као "мали водич" за литијум јоне. Ако је количина електролита недовољна или плоче електрода нису у потпуности инфилтриране, литијум јони ће се изгубити, а уследиће литијумско облагање.

Коначно, СЕИ филм на површини негативне електроде је такође веома важан! Ако постане превише густа или је оштећена, литијум јони не могу да уђу у негативну електроду, а појавиће се феномен литијумске превлаке.

ИИИ. Како можемо решити литијумско превлачење?

Не брините, имамо начина да се носимо са литијумом.

Можемо оптимизовати структуру батерије. На пример, дизајнирајте батерију разумније, смањите област која се зове Оверханг, користите дизајн са више картица и прилагодите однос Н/П како бисте омогућили литијум јонима да тече глатко.

Контрола услова пуњења и пражњења батерије је такође кључна. То је као да уредите одговарајућа „правила саобраћаја“ за литијум јоне. Контролишите напон, струју и температуру пуњења и пражњења, тако да је мања вероватноћа да ће доћи до реакције литијумске превлаке.

Побољшање састава електролита је такође добро. Можемо додати литијумове соли, адитиве или ко-раствараче да бисмо побољшали електролит. Не само да може инхибирати разградњу електролита, већ и спречити реакцију литијумског превлачења.

Такође можемо модификовати материјал негативне електроде. То је као стављање "заштитне одеће" на негативну електроду. Путем метода као што су површинско премазивање, допинг или легирање, можемо побољшати стабилност и способност антилитијумског облагања негативне електроде.

Наравно, систем управљања батеријом је такође неопходан. То је попут паметног „батлера“ који прати и интелигентно контролише процес пуњења и пражњења у реалном времену како би осигурао да батерија ради у сигурним условима, избегао прекомерно пуњење и пражњење и смањио ризик од литијумске превлаке.

ИВ. Какав утицај литијумска обрада има на батерије?

Литијумско полагање није добра ствар! То ће узроковати да литијум дендрити расту унутар батерије. Ови литијумски дендрити су као мали изазивачи невоља. Они могу продрети у сепаратор и изазвати унутрашњи кратки спој, што је веома опасно. Можда ће чак изазвати термичке бекство и безбедносне несреће. Штавише, током процеса наношења литијума, број литијум јона се смањује, а капацитет батерије ће такође опасти, скраћујући животни век батерије.

В. Какав је однос између нискотемпературних окружења и литијумске превлаке?

У окружењима са ниским температурама, електролит ће постати лепљив. Преципитација литијума на негативној електроди ће бити јаче, импеданса преноса наелектрисања ће се повећати, а кинетички услови ће се такође погоршати. Комбиновани ови фактори су попут додавања горива феномену литијумске превлаке, чинећи литијумске батерије склонијим литијумским обрадама у окружењима са ниским температурама и утичу на тренутне перформансе и дугорочно здравље батерије.

ВИ. Како систем управљања батеријама може смањити литијумско превлачење?

Систем управљања батеријом је веома моћан! Може да прати параметре батерије у реалном времену, баш као пар оштрих очију, увек посматрајући стање батерије. Затим прилагодите стратегију пуњења према подацима како би литијум јони били послушни.

Такође може да идентификује абнормалне промене у кривој пуњења батерије. Попут паметног детектива, он може унапред предвидети феномен литијумског превлачења и избећи га.

Управљање топлотом је такође веома важно! Систем за управљање батеријом може да загреје или охлади батерију да би контролисао радну температуру и омогућио литијум јонима да се крећу на одговарајућој температури како би се смањио ризик од литијумског превлачења.

Балансирано пуњење је такође неопходно. Може да обезбеди да се свака појединачна батерија у батеријском пакету пуни равномерно, баш као што омогућава да сваки литијум јон пронађе сопствену „малу собу“.

Штавише, кроз напредак у науци о материјалима, такође можемо оптимизовати материјал негативне електроде и структурни дизајн батерије како бисмо батерију учинили јачом.

Коначно, подешавање брзине пуњења и дистрибуције струје је такође кључно. Избегавајте превелику локалну густину струје и подесите разуман напон прекида пуњења како бисте омогућили безбедно убацивање литијум јона у негативну електроду.

У закључку, иако је феномен литијумског превлачења у литијумским батеријама помало проблематичан, све док дубоко разумемо његове узроке и предузмемо ефикасне превентивне и контролне мере, можемо учинити литијумске батерије безбеднијим, имати боље перформансе и имати дужи радни век. Хајде да радимо заједно да заштитимо наше литијумске батерије!