በቡድን ጓደኞች መስፈርቶች መሰረት ስለ ሊቲየም ባትሪ ፈጣን ባትሪ መሙላትን መረዳት ይናገሩ፡

ስዕሉ

የባትሪ መሙላትን ሂደት ለማብራራት ይህንን ንድፍ ይጠቀሙ። abcissa ጊዜ ነው እና ordinate ቮልቴጅ ነው. በሊቲየም ባትሪ የመጀመሪያ ደረጃ ላይ ትንሽ የአሁኑ የቅድመ-ቻርጅ ሂደት ማለትም CC ቅድመ-ቻርጅ ይሆናል, ይህም የአኖድ እና የካቶድ ቁሳቁሶችን ለማረጋጋት ነው. ከዚያ በኋላ ባትሪው ከተረጋጋ በኋላ ባትሪው በከፍተኛ ጅረት ማለትም CC Fast Charge ወደ ቻርጅ ማስተካከል ይቻላል. በመጨረሻም ወደ ቋሚ የቮልቴጅ መሙላት ሁነታ (ሲቪ) ውስጥ ይገባል. ለሊቲየም ባትሪ ስርዓቱ ቮልቴጁ 4.2 ቮ ሲደርስ የማያቋርጥ የቮልቴጅ መሙላት ሁነታ ይጀምራል, እና የቮልቴጅ መጠኑ ከተወሰነ እሴት ያነሰ በሚሆንበት ጊዜ ባትሪ መሙላት እስኪያልቅ ድረስ የኃይል መሙያው ቀስ በቀስ ይቀንሳል.

በጠቅላላው ሂደት ለተለያዩ ባትሪዎች የተለያዩ መደበኛ የኃይል መሙያ ጅረቶች አሉ። ለምሳሌ, ለ 3C ምርቶች, መደበኛ የኃይል መሙያ ጅረት በአጠቃላይ 0.1C-0.5C ነው, ለከፍተኛ ኃይል ባትሪዎች, መደበኛ ባትሪ መሙላት በአጠቃላይ 1C ነው. ዝቅተኛ ኃይል መሙላት ለባትሪው ደህንነትም ይቆጠራል. ስለዚህ፣ በተለመደው ጊዜ ፈጣን ቻርጅ ይበሉ፣ ከመደበኛው ቻርጅ ወደ አስር እጥፍ ብዙ እጥፍ ከፍ ለማድረግ ነው።

አንዳንድ ሰዎች የሊቲየም ባትሪዎችን መሙላት ልክ እንደ ቢራ ማፍሰስ ፣ በፍጥነት እና በፍጥነት ቢራ መሙላት ነው ፣ ግን በብዙ አረፋ። ቀርፋፋ፣ ቀርፋፋ ነው፣ ግን ብዙ ቢራ ነው፣ ጠንካራ ነው። ፈጣን ባትሪ መሙላት ጊዜን መቆጠብ ብቻ ሳይሆን ባትሪውን ራሱ ይጎዳል። በባትሪው ውስጥ ባለው የፖላራይዜሽን ክስተት ምክንያት፣ የሚቀበለው ከፍተኛው የኃይል መሙያ ከክፍያ እና የመልቀቂያ ዑደት መጨመር ጋር ይቀንሳል። ያልተቋረጠ የኃይል መሙያ እና የኃይል መሙያው ትልቅ በሚሆንበት ጊዜ በኤሌክትሮጁ ላይ ያለው የ ion ትኩረት ይጨምራል እና ፖላራይዜሽን እየጠነከረ ይሄዳል ፣ እና የባትሪው ተርሚናል ቮልቴጅ በቀጥታ ከመሙያው / ከኃይል ጋር በቀጥታ ሊመጣጠን አይችልም። በተመሳሳይ ጊዜ, ከፍተኛ የአሁኑን መሙላት, የውስጥ መከላከያ መጨመር የጆል ማሞቂያ ውጤትን (Q=I2Rt) መጨመር ያስከትላል, የጎንዮሽ ጉዳቶችን ያመጣል, ለምሳሌ የኤሌክትሮላይት ምላሽ መበስበስ, የጋዝ ምርት እና ተከታታይ ችግሮች, የአደጋ መንስኤ. በድንገት ይጨምራል, በባትሪ ደህንነት ላይ ተጽእኖ ያሳድራል, ኃይል የሌለው የባትሪ ህይወት በእጅጉ ይቀንሳል.

01

የአኖድ ቁሳቁስ

የሊቲየም ባትሪ ፈጣን የመሙላት ሂደት ፈጣን ፍልሰት እና Li+ በአኖድ ቁስ ውስጥ መክተት ነው። የካቶድ ንጥረ ነገር ቅንጣት መጠን በባትሪው ኤሌክትሮኬሚካላዊ ሂደት ውስጥ የ ions ምላሽ ጊዜ እና ስርጭት መንገድ ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር ይችላል. ጥናቶች እንደሚያሳዩት የሊቲየም ionዎች ስርጭት ቅንጅት በእቃው የእህል መጠን በመቀነሱ ይጨምራል። ነገር ግን፣ የቁሳቁስ ቅንጣት መጠን በመቀነሱ፣ በጥራጥሬ ምርት ውስጥ የንጥረ ነገሮች መባባስ፣ ያልተስተካከለ መበታተንን ያስከትላል። በተመሳሳይ ጊዜ, nanoparticles ወደ electrode ሉህ ያለውን compaction ጥግግት ይቀንሳል, እና ባትሪውን አፈጻጸም ላይ ተጽዕኖ, ክፍያ እና መፍሰስ ጎን ምላሽ ሂደት ውስጥ ኤሌክትሮ ጋር ያለውን ግንኙነት አካባቢ ይጨምራል.

ይበልጥ አስተማማኝ የሆነው ዘዴ አወንታዊውን የኤሌክትሮል ንጥረ ነገር በሸፍጥ መቀየር ነው. ለምሳሌ, የኤልኤፍፒ (የኤል.ኤፍ.ኤፍ.ፒ.) አሠራር በራሱ በጣም ጥሩ አይደለም. የኤልኤፍፒን ወለል በካርቦን ቁስ ወይም ሌሎች ቁሳቁሶች መቀባቱ የባትሪውን ፈጣን የኃይል መሙያ አፈፃፀም ለማሻሻል የሚረዳውን የአቅም ማነስን ያሻሽላል።

02

የአኖድ ቁሳቁሶች

የሊቲየም ባትሪ በፍጥነት መሙላት ማለት የሊቲየም ionዎች በፍጥነት ወጥተው ወደ አሉታዊ ኤሌክትሮድ “መዋኘት” ይችላሉ, ይህም የካቶድ ቁሳቁስ በፍጥነት ሊቲየም የመክተት ችሎታ እንዲኖረው ይጠይቃል. የሊቲየም ባትሪን በፍጥነት ለመሙላት የሚያገለግሉት የአኖድ ቁሶች የካርበን ቁስ፣ ሊቲየም ቲታኔት እና አንዳንድ አዳዲስ ቁሶችን ያካትታሉ።

ለካርቦን ቁሳቁሶች የሊቲየም ionዎች በተለመደው የኃይል መሙያ ሁኔታ ውስጥ በተሻለ ሁኔታ ወደ ግራፋይት ይከተላሉ ምክንያቱም የሊቲየም የመክተት አቅም ከሊቲየም ዝናብ ጋር ተመሳሳይ ነው። ነገር ግን በፍጥነት በሚሞሉበት ወይም በዝቅተኛ የሙቀት መጠን፣ የሊቲየም ionዎች በላይኛው ላይ ይንጠባጠቡ እና ዴንድሪት ሊቲየም ሊፈጥሩ ይችላሉ። dendrite ሊቲየም SEI ሲበሳ፣ የሊ+ ሁለተኛ ደረጃ ኪሳራ ደርሶበታል እና የባትሪ አቅም ቀንሷል። የሊቲየም ብረት የተወሰነ ደረጃ ላይ ሲደርስ ከአሉታዊው ኤሌክትሮድ ወደ ዲያፍራም ያድጋል, ይህም የባትሪ አጭር ዑደት አደጋን ያስከትላል.

እንደ LTO ፣ እሱ በባትሪ በሚሠራበት ጊዜ SEI የማያወጣው “ዜሮ ውጥረት” ኦክሲጅን የያዘ anode ቁስ አካል ነው ፣ እና ከሊቲየም ion ጋር ጠንካራ የመገጣጠም ችሎታ ያለው ፣ ይህም በፍጥነት የመሙላት እና የመልቀቂያ መስፈርቶችን ሊያሟላ ይችላል። በተመሳሳይ ጊዜ, SEI ሊፈጠር ስለማይችል, የአኖድ ቁሳቁስ ከኤሌክትሮላይት ጋር በቀጥታ ይገናኛል, ይህም የጎንዮሽ ጉዳቶችን መከሰት ያበረታታል. የ LTO ባትሪ ጋዝ የማመንጨት ችግር ሊፈታ አይችልም, እና በገጽታ ማሻሻያ ብቻ ነው.

03

ኤሌክትሮድስ ፈሳሽ

ከላይ እንደተጠቀሰው, በፍጥነት መሙላት ሂደት ውስጥ, የሊቲየም ion ፍልሰት መጠን እና የኤሌክትሮኖል ሽግግር መጠን አለመመጣጠን ምክንያት, ባትሪው ትልቅ ፖላራይዜሽን ይኖረዋል. ስለዚህ በባትሪ ፖላራይዜሽን ምክንያት የሚፈጠረውን አሉታዊ ምላሽ ለመቀነስ ኤሌክትሮላይትን ለማምረት የሚከተሉት ሶስት ነጥቦች ያስፈልጋሉ: 1, ከፍተኛ መበታተን ኤሌክትሮላይት ጨው; 2, የሟሟ ድብልቅ – ዝቅተኛ viscosity; 3, የበይነገጽ መቆጣጠሪያ – የታችኛው ሽፋን መከላከያ.

04

በምርት ቴክኖሎጂ እና በፍጥነት መሙላት መካከል ያለው ግንኙነት

ከዚህ በፊት ፈጣን መሙላት መስፈርቶች እና ተጽእኖዎች ከሶስት ቁልፍ ቁሶች ለምሳሌ አወንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች እና ኤሌክትሮድስ ፈሳሽ ተንትነዋል. የሚከተለው በአንጻራዊነት ትልቅ ተጽእኖ ያለው የሂደቱ ንድፍ ነው. የባትሪ አመራረት የቴክኖሎጂ መለኪያዎች ባትሪው ከመጀመሩ በፊት እና በኋላ በእያንዳንዱ የባትሪ ክፍል ውስጥ ያለውን የሊቲየም ion ፍልሰት የመቋቋም ችሎታ በቀጥታ ይነካል ፣ ስለሆነም የባትሪ ዝግጅት የቴክኖሎጂ መለኪያዎች በሊቲየም ion ባትሪ አፈፃፀም ላይ ትልቅ ተፅእኖ አላቸው።

(1) ዝቃጭ

ለቅዝቃዛነት ባህሪያት, በአንድ በኩል, የመቆጣጠሪያውን ወኪል በእኩል መጠን ማቆየት አስፈላጊ ነው. የ conductive ወኪል በእኩል ንቁ ንጥረ ነገሮች መካከል ቅንጣቶች መካከል የተሰራጨ ነው ምክንያቱም, የእውቂያ የመቋቋም በመቀነስ, ማይክሮ ወቅታዊ የመሰብሰብ ያለውን ተግባር ያለው ንቁ ንጥረ እና ንቁ ንጥረ እና ሰብሳቢው ፈሳሽ መካከል ይበልጥ ወጥ conductive መረብ ሊፈጠር ይችላል. እና የኤሌክትሮኖችን እንቅስቃሴ መጠን ማሻሻል ይችላል. በሌላ በኩል ደግሞ የኮንዳክቲቭ ኤጀንት ከመጠን በላይ መበታተንን ለመከላከል ነው. በመሙላት እና በመሙላት ሂደት ውስጥ የአኖድ እና የካቶድ ቁሳቁሶች ክሪስታል መዋቅር ይቀየራሉ, ይህም የኮንዳክሽን ኤጀንት መፋቅ ሊያስከትል ይችላል, የባትሪውን ውስጣዊ ተቃውሞ ይጨምራል እና አፈፃፀሙን ይጎዳል.

(2) እጅግ በጣም ከፊል እፍጋት

በንድፈ ሀሳብ, ባለብዙ ባትሪዎች እና ከፍተኛ አቅም ያላቸው ባትሪዎች ተኳሃኝ አይደሉም. የአዎንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች የፖላራይዜሽን እፍጋቶች ዝቅተኛ ሲሆኑ የሊቲየም አየኖች ስርጭት ፍጥነት ሊጨምር ይችላል ፣ እና የ ion እና የኤሌክትሮኖች ፍልሰት የመቋቋም አቅም መቀነስ ይቻላል ። የታችኛው የገጽታ ጥግግት, የኤሌክትሮጆው ቀጭን እና የሊቲየም ionዎች በሃላፊነት እና በማፍሰሻ ውስጥ በተከታታይ ማስገባት እና መለቀቅ ምክንያት የሚከሰተው የኤሌክትሮል መዋቅር ለውጥም ትንሽ ነው. ነገር ግን የገጽታ ጥግግት በጣም ዝቅተኛ ከሆነ የባትሪው የኃይል መጠን ይቀንሳል እና ዋጋው ይጨምራል። ስለዚህ, የገጽታ ጥግግት ሁሉን አቀፍ ግምት ውስጥ መግባት ይኖርበታል. የሚከተለው ምስል የሊቲየም ኮባሌት ባትሪ በ 6C እና በ 1C እየሞቀ ያለ ምሳሌ ነው።

ስዕሉ

(3) የዋልታ ቁራጭ ሽፋን ወጥነት

በፊት፣ አንድ ጓደኛ፣ እጅግ ከፊል ጥግግት አለመጣጣም በባትሪው ላይ ተጽዕኖ ይኖረዋል? እዚህ በነገራችን ላይ ለፈጣን የኃይል መሙላት አፈፃፀም ዋናው የአኖድ ንጣፍ ወጥነት ነው. የአሉታዊው የገጽታ ጥግግት ወጥነት ያለው ካልሆነ ፣ ከተንከባለሉ በኋላ የሕያዋን ቁስ ውስጣዊ ውስጣዊ ሁኔታ በጣም ይለያያል። የ porosity ልዩነት በባትሪ ምስረታ ደረጃ ላይ SEI ምስረታ እና አፈጻጸም ላይ ተጽዕኖ ይህም ውስጣዊ የአሁኑ ስርጭት, ያለውን ልዩነት ይመራል, እና በመጨረሻም የባትሪ ፈጣን ባትሪ መሙላት አፈጻጸም ላይ ተጽዕኖ ያደርጋል.

(4) የምሰሶ ወረቀት የታመቀ ጥግግት

ምሰሶዎች ለምን መጠቅለል አለባቸው? አንደኛው የባትሪውን የተወሰነ ኃይል ማሻሻል ነው, ሁለተኛው የባትሪውን አፈጻጸም ለማሻሻል ነው. በጣም ጥሩው የመጠቅለያ እፍጋት በኤሌክትሮል ቁስ ይለያያል። የታመቀ ጥግግት መጨመር ጋር, electrode ወረቀት ያለውን አነስተኛ porosity, ቅንጣቶች መካከል ያለውን ግንኙነት ይበልጥ ቅርብ, እና ተመሳሳይ ወለል ጥግግት በታች electrode ወረቀት ትንሽ ውፍረት, ስለዚህ ሊቲየም አየኖች ፍልሰት መንገድ ሊቀነስ ይችላል. የ compaction density በጣም ትልቅ በሚሆንበት ጊዜ የኤሌክትሮላይት ሰርጎ መግባት ጥሩ አይደለም, ይህም የቁሳቁስ አወቃቀሩን እና የስርጭት ስርጭትን ሊያጠፋ ይችላል, እና በኋላ ላይ የመጠምዘዝ ችግር ይከሰታል. በተመሳሳይ የሊቲየም ኮባሌት ባትሪ በ 6C ተሞልቶ በ 1C ይለቀቃል እና የመጠቅለያ ጥግግት በልዩ አቅም ላይ ያለው ተጽእኖ በሚከተለው መልኩ ይታያል።

ስዕሉ

05

የምስረታ እርጅና እና ሌሎች

ለካርቦን አሉታዊ ባትሪ, ምስረታ – እርጅና የሊቲየም ባትሪ ቁልፍ ሂደት ነው, ይህም የ SEI ጥራትን ይጎዳል. የ SEI ውፍረት አንድ አይነት አይደለም ወይም አወቃቀሩ ያልተረጋጋ ነው, ይህም የባትሪውን ፈጣን የመሙላት አቅም እና የዑደት ህይወት ላይ ተጽእኖ ይኖረዋል.

ከላይ ከተጠቀሱት በርካታ ጠቃሚ ነገሮች በተጨማሪ የሕዋስ፣ ቻርጅ እና የፍሳሽ ማስወገጃ ሥርዓት በሊቲየም ባትሪ አፈጻጸም ላይ ትልቅ ተጽእኖ ይኖረዋል። የአገልግሎት ጊዜን ማራዘም, የባትሪ መሙላት መጠን በመጠኑ መቀነስ አለበት, አለበለዚያ ፖላራይዜሽን ተባብሷል.

መደምደሚያ

የሊቲየም ባትሪዎችን በፍጥነት መሙላት እና መሙላት ዋናው ነገር የሊቲየም ionዎች በአኖድ እና በካቶድ ቁሳቁሶች መካከል በፍጥነት ሊወገዱ እንደሚችሉ ነው. የባትሪዎቹ የቁሳቁስ ባህሪያት፣ የሂደት ዲዛይን እና የመሙያ እና የመሙያ ስርዓት ሁሉም የአሁኑን ከፍተኛ የኃይል መሙያ አፈፃፀም ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። የአኖድ እና የአኖድ ቁሶች መዋቅራዊ መረጋጋት መዋቅራዊ ውድቀትን ሳያስከትል ለፈጣን የዴሊቲየም ሂደት ምቹ ነው ፣ ከፍተኛ የአሁኑን መሙላትን ለመቋቋም በእቃው ስርጭት ውስጥ ያለው ሊቲየም ions ፈጣን ነው። በ ion ፍልሰት ፍጥነት እና በኤሌክትሮን የዝውውር ፍጥነት መካከል ባለው አለመጣጣም ምክንያት ፖላራይዜሽን በመሙላት እና በማፍሰስ ሂደት ውስጥ ስለሚከሰት የሊቲየም ብረት ዝናብ እንዳይዘንብ ለመከላከል እና ህይወትን የመነካካት አቅምን ለመቀነስ ፖላራይዜሽን መቀነስ አለበት።