آیا تعمیر و نگهداری باتری لیتیومی ما درست است؟ این مشکل گریبان بسیاری از کاربران وفادار تلفن همراه از جمله من را گرفته است. پس از مشورت با برخی اطلاعات، این فرصت را داشتم که با یک دانشجوی دکتری الکتروشیمی که معاون یک موسسه تحقیقات باتری معروف در چین نیز هست، مشورت کنم. اکنون برخی از دانش و تجربه مرتبط را بنویسید تا با خوانندگان خود به اشتراک بگذارید.

الکترود مثبت یک باتری لیتیومی معمولاً از ترکیب فعال لیتیوم ساخته شده است، در حالی که الکترود منفی کربن با ساختار مولکولی ویژه است. بخش مهمی از اطلاعات مثبت رایج مورد استفاده LiCoO2 است. در طول فرآیند شارژ، پتانسیل الکتریکی در قطب باتری، ترکیب موجود در الکترود مثبت را مجبور می‌کند تا یون‌های لیتیوم را آزاد کند و آنها را به کربن وارد کند، در حالی که مولکول‌های الکترود منفی در یک جریان آرام قرار گرفته‌اند. یون های لیتیوم در هنگام تخلیه از ساختار لایه ای کربن جدا شده و با ترکیب آند ترکیب می شوند. حرکت یون های لیتیوم باعث تولید جریان الکتریکی می شود.

اصل واکنش شیمیایی بسیار ساده است، اما در تولید صنعتی واقعی، مسائل کاربردی تری وجود دارد که باید در نظر گرفته شود: افزودنی های الکترود مثبت باید به طور مکرر برای فعالیت ها حفظ شوند، و الکترودهای منفی باید در سطح مولکولی طراحی شوند تا لیتیوم بیشتری را در خود جای دهند. یون ها الکترولیت بین آند و کاتولیت را پر کنید، علاوه بر پایداری، رسانایی عالی نیز دارد و مقاومت داخلی باتری را کاهش می دهد.

اگرچه باتری‌های لیتیومی به ندرت اثر حافظه‌ای مانند باتری‌های نیکل کادمیوم را دارند، اما اینطور نیستند. با این حال، به دلایل مختلف، باتری های لیتیومی پس از شارژ مکرر همچنان ظرفیت خود را از دست می دهند. مهم است که خود داده های آند و کاتد را اصلاح کنید. در سطح مولکولی، ساختار حفره الکترودهای مثبت و منفی حاوی یون های لیتیوم به تدریج فرو می ریزد و مسدود می شود. از نظر شیمیایی، غیرفعال سازی فعال مواد مثبت و منفی است که نشان دهنده حضور سایر ترکیبات پایدار در واکنش های جانبی است. همچنین برخی شرایط فیزیکی مانند از دست رفتن تدریجی داده های آند وجود دارد که در نهایت تعداد یون های لیتیوم را که می توانند آزادانه در هنگام شارژ و دشارژ در باتری حرکت کنند، کاهش می دهد.

شارژ و تخلیه بیش از حد، الکترودهای موجود در باتری لیتیومی آسیب دائمی ایجاد می کنند. به طور شهودی از سطح مولکولی می توان فهمید که انتشار کربن آند باعث آزاد شدن بیش از حد یون های لیتیوم و ساختار لایه ای آنها در پاییز می شود و شارژ بیش از حد یون های لیتیوم زیادی را در آن فشرده می کند. ساختار کربن کاتد از آزاد شدن برخی یون های لیتیوم جلوگیری می کند. به همین دلیل است که باتری های لیتیومی اغلب به مدارهای کنترل شارژ و دشارژ مجهز هستند.

دمای نامناسب باعث واکنش های شیمیایی دیگر در باتری لیتیومی می شود و ترکیبات غیر ضروری ظاهر می شوند. بنابراین، بسیاری از باتری های لیتیومی مجهز به دیافراگم های کنترل دمای نگهداری یا افزودنی های الکترولیت روی الکترودهای مثبت و منفی هستند. هنگامی که باتری تا حد معینی گرم می شود، سوراخ غشای کامپوزیت بسته می شود یا الکترولیت دناتوره می شود، مقاومت داخلی باتری تا زمانی که مدار قطع شود افزایش می یابد و باتری دیگر گرم نمی شود و از دمای شارژ طبیعی باتری اطمینان حاصل می شود.

آیا شارژ و دشارژ عمیق می تواند ظرفیت واقعی باتری های لیتیومی را افزایش دهد؟ کارشناسان به وضوح به من گفتند که این بی معنی است. حتی گفتند بر اساس دانش دو پزشک، به اصطلاح فعال سازی فول دوز سه دوز اول بی معنی است. اما چرا بسیاری از مردم به اطلاعات باتری می پردازند تا نشان دهند که ظرفیت در آینده تغییر خواهد کرد؟ بعداً به این نکته اشاره خواهد شد.

باتری های لیتیومی معمولا دارای تراشه های پردازش و تراشه های کنترل شارژ هستند. در این فرآیند، تراشه دارای یک سری رجیستر، ظرفیت، دما، شناسه، وضعیت شارژ، زمان تخلیه و مقادیر دیگر است. این مقادیر با استفاده به تدریج تغییر می کنند. من شخصا فکر می کنم تاثیر مهم استفاده از حدود یک ماهه باید شارژ و دشارژ کامل باشد. هنگامی که کتابچه راهنمای دستورالعمل باید مقدار نامناسب این رجیسترها را تصحیح کند، کنترل شارژ و ظرفیت اسمی باتری باید با وضعیت واقعی باتری مطابقت داشته باشد.