Kuchunguza hali ya uwekaji wa lithiamu katika betri za lithiamu: Ufunguo wa kulinda usalama na utendakazi wa betri.

Habari, marafiki! Je, unajua chanzo kikuu cha nishati ni nini katika vifaa vya kielektroniki ambavyo hatuwezi kuishi bila kila siku, kama vile simu za rununu na kompyuta ndogo? Hiyo ni kweli, ni betri za lithiamu. Lakini unaelewa jambo fulani la kutatanisha katika betri za lithiamu - upandaji wa lithiamu? Leo, hebu tuchunguze kwa kina hali ya uwekaji wa lithiamu katika betri za lithiamu, tuelewe inahusu nini, inaleta athari gani, na jinsi tunavyoweza kukabiliana nayo.

I. Uwekaji wa lithiamu katika betri za lithiamu ni nini?

Uwekaji wa lithiamu katika betri za lithiamu ni kama "ajali ndogo" katika ulimwengu wa betri. Kwa ufupi, chini ya hali maalum, ioni za lithiamu kwenye betri zinapaswa kutua vizuri kwenye elektrodi hasi, lakini badala yake, zinanyesha kwa ubaya juu ya uso wa elektrodi hasi na kugeuka kuwa lithiamu ya metali, kama vile kukua matawi madogo. Tunaita hii lithiamu dendrite. Jambo hili kwa kawaida hutokea katika mazingira ya halijoto ya chini au wakati betri inachajiwa mara kwa mara na kutolewa. Kwa sababu kwa wakati huu, ioni za lithiamu zinazotoka kwa electrode nzuri haziwezi kuingizwa kwa kawaida kwenye electrode hasi na zinaweza tu "kuweka kambi" juu ya uso wa electrode hasi.

II. Kwa nini uwekaji wa lithiamu hutokea?

Jambo la uwekaji wa lithiamu halionekani bila sababu. Inasababishwa na mambo mengi kufanya kazi pamoja.

Kwanza, ikiwa "nyumba ndogo" ya elektroni hasi sio kubwa ya kutosha, ambayo ni, uwezo hasi wa elektrodi haitoshi kubeba ioni zote za lithiamu zinazotoka kwa elektroni chanya, basi ioni za lithiamu za ziada zinaweza tu kuongezeka kwenye uso wa electrode hasi.

Pili, kuwa mwangalifu wakati wa malipo! Ikiwa inachaji kwa halijoto ya chini, na mkondo mkubwa wa umeme, au chaji kupita kiasi, ni kama kuwa na wageni wengi wanaokuja kwenye "nyumba ndogo" ya elektrodi hasi kwa wakati mmoja. Haiwezi kushughulikia, na ioni za lithiamu haziwezi kuingizwa kwa wakati, hivyo jambo la uwekaji wa lithiamu hutokea.

Pia, ikiwa muundo wa ndani wa betri haujaundwa ipasavyo, kama vile kuna mikunjo kwenye kitenganishi au seli ya betri imeharibika, itaathiri njia ya kurudi nyumbani kwa ioni za lithiamu na kuwafanya washindwe kupata mwelekeo sahihi, ambao. inaweza kusababisha uwekaji wa lithiamu kwa urahisi.

Kwa kuongezea, elektroliti ni kama "mwongozo mdogo" wa ioni za lithiamu. Ikiwa kiasi cha elektroliti haitoshi au sahani za elektroni hazijaingizwa kikamilifu, ioni za lithiamu zitapotea, na uwekaji wa lithiamu utafuata.

Hatimaye, filamu ya SEI juu ya uso wa electrode hasi pia ni muhimu sana! Ikiwa inakuwa nene sana au imeharibiwa, ioni za lithiamu haziwezi kuingia kwenye electrode hasi, na jambo la kutengeneza lithiamu litaonekana.

III. Tunawezaje kutatua uwekaji wa lithiamu?

Usijali, tuna njia za kukabiliana na uwekaji wa lithiamu.

Tunaweza kuboresha muundo wa betri. Kwa mfano, tengeneza betri kwa njia inayofaa zaidi, punguza eneo linaloitwa Overhang, tumia muundo wa vichupo vingi, na urekebishe uwiano wa N/P ili kuruhusu ioni za lithiamu kutiririka kwa urahisi zaidi.

Kudhibiti hali ya kuchaji na kuchaji betri pia ni muhimu. Ni kama kupanga "sheria za trafiki" zinazofaa kwa ioni za lithiamu. Dhibiti voltage ya kuchaji, ya sasa, na halijoto ili athari ya uwekaji wa lithiamu iwe na uwezekano mdogo wa kutokea.

Kuboresha muundo wa electrolyte pia ni nzuri. Tunaweza kuongeza chumvi za lithiamu, viungio, au viyeyusho-shirikishi ili kufanya elektroliti kuwa bora zaidi. Haiwezi tu kuzuia mtengano wa elektroliti lakini pia kuzuia mmenyuko wa uwekaji wa lithiamu.

Tunaweza pia kurekebisha nyenzo hasi ya electrode. Ni kama kuweka "nguo za kinga" kwenye elektrodi hasi. Kupitia mbinu kama vile kupaka uso, doping, au aloyi, tunaweza kuboresha uthabiti na uwezo wa kupambana na lithiamu wa elektrodi hasi.

Bila shaka, mfumo wa usimamizi wa betri pia ni muhimu. Ni kama "mnyweshaji" mahiri ambaye hufuatilia na kudhibiti kwa akili mchakato wa kuchaji na kutokwa kwa umeme kwa wakati halisi ili kuhakikisha kuwa betri inafanya kazi katika hali salama, kuepuka kuchaji zaidi na kutoweka, na kupunguza hatari ya uwekaji wa lithiamu.

IV. Je, uwekaji wa lithiamu una athari gani kwenye betri?

Uwekaji wa lithiamu sio jambo zuri! Itasababisha dendrites za lithiamu kukua ndani ya betri. Hizi dendrites za lithiamu ni kama wasumbufu wadogo. Wanaweza kupenya kitenganishi na kusababisha mzunguko mfupi wa ndani, ambayo ni hatari sana. Labda hata itasababisha ajali za kukimbia na usalama. Kwa kuongezea, wakati wa mchakato wa kuweka lithiamu, idadi ya ioni za lithiamu hupungua, na uwezo wa betri pia utapungua, na kufupisha maisha ya huduma ya betri.

V. Kuna uhusiano gani kati ya mazingira ya halijoto ya chini na upako wa lithiamu?

Katika mazingira ya chini ya joto, electrolyte itakuwa nata. Mvua ya lithiamu kwenye electrode hasi itakuwa kali zaidi, impedance ya uhamisho wa malipo itaongezeka, na hali ya kinetic pia itaharibika. Mambo haya yakijumlishwa ni kama kuongeza mafuta kwenye hali ya uwekaji wa lithiamu, kufanya betri za lithiamu kukabiliwa zaidi na uwekaji wa lithiamu katika mazingira ya halijoto ya chini na kuathiri utendakazi wa haraka na afya ya muda mrefu ya betri.

VI. Mfumo wa usimamizi wa betri unawezaje kupunguza uwekaji wa lithiamu?

Mfumo wa usimamizi wa betri una nguvu sana! Inaweza kufuatilia vigezo vya betri kwa wakati halisi, kama tu jozi ya macho madoido, ikiangalia hali ya betri kila wakati. Kisha rekebisha mkakati wa kuchaji kulingana na data ili kufanya ioni za lithiamu ziwe mtiifu.

Inaweza pia kutambua mabadiliko yasiyo ya kawaida katika mkondo wa kuchaji betri. Kama mpelelezi mahiri, inaweza kutabiri jambo la uwekaji wa lithiamu mapema na kuliepuka.

Usimamizi wa joto pia ni muhimu sana! Mfumo wa usimamizi wa betri unaweza kupasha joto au kupoza betri ili kudhibiti halijoto ya kufanya kazi na kuruhusu ioni za lithiamu kusogea kwenye halijoto ifaayo ili kupunguza hatari ya uwekaji wa lithiamu.

Kuchaji kwa usawa pia ni muhimu. Inaweza kuhakikisha kuwa kila betri moja kwenye pakiti ya betri inachajiwa sawasawa, kama vile kuruhusu kila ioni ya lithiamu kutafuta "chumba chake kidogo".

Zaidi ya hayo, kupitia maendeleo katika sayansi ya nyenzo, tunaweza pia kuboresha nyenzo hasi ya elektrodi na muundo wa muundo wa betri ili kufanya betri kuwa na nguvu zaidi.

Hatimaye, kurekebisha kiwango cha malipo na usambazaji wa sasa pia ni muhimu. Epuka msongamano mwingi wa sasa wa ndani na uweke kikomo cha kukata chaji kinachofaa ili kuruhusu ioni za lithiamu kuingizwa kwa usalama kwenye elektrodi hasi.

Kwa kumalizia, ingawa hali ya uwekaji wa lithiamu katika betri za lithiamu inasumbua kidogo, mradi tu tunaelewa kwa kina sababu zake na kuchukua hatua madhubuti za kuzuia na kudhibiti, tunaweza kufanya betri za lithiamu kuwa salama zaidi, ziwe na utendakazi bora, na kuwa na maisha marefu ya huduma. Wacha tushirikiane kulinda betri zetu za lithiamu!