De réir riachtanais chairde grúpa, labhair faoin tuiscint ar mhuirearú tapa ceallraí litiam:

An pictiúr

Úsáid an léaráid seo chun an próiseas luchtaithe ceallraí a léiriú. Is é an t-am abscissa agus is voltas an t-ordanás. Ag an gcéad chéim luchtaithe de cheallraí litiam, beidh próiseas réamh-mhuirir reatha beag ann, eadhon réamh-mhuirear CC, a bhfuil sé mar aidhm aige na hábhair anóide agus catóide a chobhsú. Tar éis sin, is féidir an ceallraí a choigeartú de réir Muirear le sruth ard, eadhon CC Fast Charge, tar éis don cheallraí a bheith seasmhach. Faoi dheireadh, téann sé isteach sa mhodh luchtaithe voltais tairiseach (CV). Maidir le ceallraí litiam, tosaíonn an córas modh luchtaithe voltais tairiseach nuair a shroicheann an voltas 4.2V, agus laghdaíonn an sruth luchtaithe de réir a chéile go dtí go gcríochnaíonn an luchtú nuair a bhíonn an voltas níos ísle ná luach áirithe.

Le linn an phróisis iomláin, tá sruthanna luchtaithe caighdeánacha difriúla ann do chadhnraí éagsúla. Mar shampla, maidir le táirgí 3C, is é 0.1C-0.5C an sruth caighdeánach luchtaithe go ginearálta, agus i gcás cadhnraí cumhachta ardchumhachta, is é 1C an muirearú caighdeánach go ginearálta. Breithnítear an sruth muirir íseal freisin maidir le sábháilteacht na ceallraí. Mar sin, abair muirear tapa ag gnáthuaireanta, tá sé le pointeáil arís agus arís eile níos airde ná an muirear caighdeánach atá ann faoi láthair go dtí na mílte uaireanta.

Deir daoine áirithe go bhfuil cadhnraí litiam a mhuirearú cosúil le beoir a dhoirteadh, beoir a líonadh go tapa agus a líonadh go tapa, ach le go leor cúr. Tá sé mall, tá sé mall, ach tá a lán beorach ann, tá sé soladach. Ní amháin go sábhálann muirearú tapa am luchtaithe, ach déanann sé dochar don cheallraí féin freisin. Mar gheall ar an bhfeiniméan polaraithe sa cheallraí, laghdóidh an sruth luchtaithe uasta is féidir leis glacadh le méadú an timthrialla luchtaithe agus scaoilte. Nuair a bhíonn an muirearú leanúnach agus an sruth luchtaithe mór, méadaíonn an tiúchan ian ag an leictreoid agus treisíonn an polarú, agus ní féidir le voltas teirminéil na ceallraí freagairt go díreach don lucht / fuinneamh i gcion líneach. Ag an am céanna, mar thoradh ar mhuirearú ard srutha, méadóidh an fhriotaíocht inmheánach éifeacht téimh Joule níos déine (Q = I2Rt), rud a thabharfaidh frithghníomhartha taobh, amhail dianscaoileadh imoibriúcháin leictrilít, táirgeadh gáis agus sraith fadhbanna, an fachtóir riosca méaduithe go tobann, má tá tionchar aige ar shábháilteacht ceallraí, giorrófar saol na ceallraí gan chumhacht go mór.

01

An t-ábhar anóid

Is é próiseas luchtaithe tapa ceallraí litiam imirce tapa agus leabú Li + san ábhar anóid. Is féidir le méid na gcáithníní san ábhar catóide tionchar a imirt ar am freagartha agus cosán idirleathadh ian i bpróiseas leictriceimiceach na ceallraí. De réir staidéir, méadaíonn comhéifeacht idirleathadh ian litiam le laghdú ar mhéid gráin an ábhair. Mar sin féin, agus laghdú ar mhéid na gcáithníní ábhartha, beidh ceirtleán tromchúiseach cáithníní i dtáirgeadh pulping, agus scaipfear go míchothrom é dá bharr. Ag an am céanna, laghdóidh nanacháithníní dlús comhbhrúite an bhileog leictreoid, agus méadóidh siad an limistéar teagmhála leis an leictrilít sa phróiseas luchtaithe agus imoibrithe taobh scaoilte, ag dul i bhfeidhm ar fheidhmíocht na ceallraí.

Is é an modh níos iontaofa an t-ábhar dearfach leictreoid a mhodhnú trí sciath. Mar shampla, níl seoltacht LFP féin an-mhaith. Má dhéantar dromchla LFP a chumhdach le hábhar carbóin nó le hábhair eile, féadfar a seoltacht a fheabhsú, rud a chabhródh le feidhmíocht luchtaithe tapa na ceallraí a fheabhsú.

02

Ábhair anóid

Ciallaíonn muirearú tapa ceallraí litiam gur féidir le hiain litiam teacht amach go tapa agus “snámh” chuig an leictreoid dhiúltach, rud a éilíonn go mbeidh sé de chumas ag an ábhar catóide litiam a leabú go tapa. I measc na n-ábhar anóid a úsáidtear chun ceallraí litiam a mhuirearú go tapa tá ábhar carbóin, tíotáiniam litiam agus roinnt ábhar nua eile.

Maidir le hábhair charbóin, féadtar iain litiam a leabú go fabhrach i ngraifít faoi choinníoll an ghnáthmhuirir toisc go bhfuil acmhainneacht leabaithe litiam cosúil le poitéinseal deascadh litiam. Mar sin féin, faoi choinníoll luchtaithe tapa nó teocht íseal, féadfaidh iain litiam deascadh ar an dromchla agus litiam dendrite a fhoirmiú. Nuair a bhí SEI poncaithe litiam dendrite, ba chúis le caillteanas tánaisteach Li + agus laghdaíodh cumas na ceallraí. Nuair a shroicheann an miotal litiam leibhéal áirithe, fásfaidh sé ón leictreoid dhiúltach go dtí an scairt, agus beidh an baol ann go mbeidh ciorcad gearr ceallraí ann.

Maidir le LTO, baineann sé leis an ábhar anóid “brú nialasach” ina bhfuil ocsaigin, nach dtáirgeann SEI le linn oibriú ceallraí, agus a bhfuil cumas ceangailteach níos láidre aige le hiain litiam, ar féidir leis na riachtanais a bhaineann le muirear tapa agus scaoileadh a chomhlíonadh. Ag an am céanna, toisc nach féidir SEI a fhoirmiú, rachaidh an t-ábhar anóide i dteagmháil go díreach leis an leictrilít, rud a chuireann tarlú frithghníomhartha taobh chun cinn. Ní féidir an fhadhb a bhaineann le giniúint gáis ceallraí LTO a réiteach, agus ní féidir í a mhaolú ach trí mhodhnú dromchla.

03

Leacht leictreoid

Mar a luadh thuas, sa phróiseas luchtaithe tapa, mar gheall ar neamhréireacht ráta imirce ian litiam agus ráta aistrithe leictreon, beidh polarú mór ag an gceallraí. Mar sin d’fhonn an t-imoibriú diúltach de bharr polarú ceallraí a íoslaghdú, is gá na trí phointe seo a leanas chun an leictrilít a fhorbairt: 1, salann leictrilít ard-díchumhachta; 2, ilchodach tuaslagóra – slaodacht níos ísle; 3, rialú comhéadan – impedance membrane níos ísle.

04

An gaol idir teicneolaíocht táirgthe agus líonadh tapa

Roimhe seo, rinneadh anailís ar riachtanais agus tionchair líonadh tapa ó thrí phríomhábhar, mar ábhair leictreoid dhearfacha agus dhiúltacha agus leacht leictreoid. Seo a leanas an dearadh próisis a bhfuil tionchar réasúnta mór aige. Bíonn tionchar díreach ag paraiméadair theicneolaíocha táirgeachta ceallraí ar fhriotaíocht imirce ian litiam i ngach cuid den cheallraí roimh ghníomhachtú ceallraí agus dá éis, agus mar sin tá tionchar tábhachtach ag paraiméadair theicneolaíocha ullmhú na ceallraí ar fheidhmíocht ceallraí ian litiam.

(1) sciodar

Maidir le hairíonna sciodair, ar thaobh amháin, is gá an gníomhaire seoltaí a choinneáil scaipthe go cothrom. Toisc go ndéantar an gníomhaire seoltaí a dháileadh go cothrom i measc cáithníní na substainte gníomhaí, is féidir líonra seoltaí níos aonfhoirmí a fhoirmiú idir an tsubstaint ghníomhach agus an tsubstaint ghníomhach agus sreabhán an bhailitheora, a bhfuil sé de fheidhm aige micrea-sruth a bhailiú, an fhriotaíocht teagmhála a laghdú, agus is féidir leo ráta gluaiseachta na leictreon a fheabhsú. Ar an láimh eile is ea ró-scaipeadh gníomhaire seoltaí a chosc. Sa phróiseas luchtaithe agus scaoilte, athróidh struchtúr criostail na n-ábhar anóid agus catóide, rud a d’fhéadfadh a bheith ina chúis le feannadh gníomhaire seoltaí, friotaíocht inmheánach na ceallraí a mhéadú, agus tionchar a imirt ar an bhfeidhmíocht.

(2) Dlús thar a bheith páirteach

Go teoiriciúil, tá cadhnraí iolraitheora agus cadhnraí ardchumais neamh-chomhoiriúnach. Nuair a bhíonn dlús polaraithe na leictreoidí dearfacha agus diúltacha íseal, is féidir treoluas idirleathadh na n-ian litiam a mhéadú, agus is féidir an fhriotaíocht imirce ian agus leictreon a laghdú. Dá ísle an dlús dromchla, is tanaí an leictreoid, agus is lú an t-athrú ar struchtúr an leictreoid a bhíonn mar thoradh ar iain litiam a chur isteach agus a scaoileadh i gceannas agus a scaoileadh amach. Mar sin féin, má tá an dlús dromchla ró-íseal, laghdófar dlús fuinnimh na ceallraí agus méadóidh an costas. Dá bhrí sin, ba cheart an dlús dromchla a mheas go cuimsitheach. Is sampla é an figiúr seo a leanas de mhuirearú ceallraí cobalate litiam ag 6C agus a urscaoileadh ag 1C.

An pictiúr

(3) Comhsheasmhacht sciath píosa polarach

Roimhe seo, d’fhiafraigh cara, an mbeidh tionchar ag neamhréireacht dlúis an-pháirteach ar an gceallraí? Seo dála an scéil, chun feidhmíocht a mhuirearú go tapa, is é an rud is mó ná comhsheasmhacht an phláta anóid. Mura bhfuil an dlús dromchla diúltach aonfhoirmeach, athróidh porosity inmheánach an ábhair bheo go mór tar éis é a rolladh. Beidh difríocht an dáileacháin inmheánaigh mar thoradh ar dhifríocht na truailleachta, a rachaidh i bhfeidhm ar fhoirmiú agus ar fheidhmíocht SEI i gcéim fhoirmithe na ceallraí, agus ar deireadh thiar beidh tionchar aige ar fheidhmíocht luchtaithe tapa na ceallraí.

(4) Dlús comhbhrúite an bhileog cuaille

Cén fáth gur gá cuaillí a dhlúthú? Is é ceann acu fuinneamh sonrach na ceallraí a fheabhsú, is é an ceann eile feidhmíocht na ceallraí a fheabhsú. Athraíonn an dlús comhbhrú is fearr is féidir leis an ábhar leictreoid. Le méadú ar an dlús comhbhrúite, is lú an cumhracht a bhaineann le bileog leictreoid, is dlúithe an nasc idir cáithníní, agus is lú tiús an bhileog leictreoid faoin dlús dromchla céanna, ionas gur féidir cosán imirce na n-ian Litiam a laghdú. Nuair a bhíonn an dlús comhbhrúite ró-mhór, níl éifeacht insíothlaithe leictrilít go maith, rud a d’fhéadfadh struchtúr an ábhair agus dáileadh an ghníomhaire seoltaí a scriosadh, agus tarlóidh an fhadhb foirceanta níos déanaí. Ar an gcaoi chéanna, gearrtar 6C ar cheallraí litiam cobalate agus scaoiltear í ag 1C, agus taispeántar tionchar an dlúis chomhbhrúite ar acmhainn shonrach scaoilte:

An pictiúr

05

Foirmiú ag dul in aois agus daoine eile

Maidir le ceallraí carbóin-dhiúltach, is é foirmiú – aosú an príomhphróiseas atá ag ceallraí litiam, a rachaidh i bhfeidhm ar cháilíocht SEI. Níl tiús SEI aonfhoirmeach nó tá an struchtúr éagobhsaí, a rachaidh i bhfeidhm ar chumas luchtaithe tapa agus ar shaol rothaíochta na ceallraí.

Chomh maith leis na tosca tábhachtacha thuas, beidh tionchar mór ag táirgeadh cille, luchtaithe agus urscaoilte ar fheidhmíocht ceallraí litiam. Le síneadh ama na seirbhíse, ba cheart an ráta luchtaithe ceallraí a laghdú go measartha, ar shlí eile cuirfear leis an bpolarú.

thabhairt i gcrích

Is é croílár luchtaithe tapa agus urscaoilte cadhnraí litiam gur féidir iain litiam a dhí-leabú go tapa idir ábhair anóide agus catóide. Bíonn tionchar ag airíonna ábhartha, dearadh próisis agus córas luchtaithe agus scaoilte cadhnraí ar fheidhmíocht ardmhuirir. Tá cobhsaíocht struchtúrach ábhair anóid agus anóide a chabhródh leis an bpróiseas mear delithiam gan titim struchtúrach a dhéanamh, tá iain litiam sa ráta idirleathadh ábhair níos gasta, d’fhonn muirearú ard srutha a sheasamh. Mar gheall ar an neamhréir idir luas imirce ian agus ráta aistrithe leictreon, tarlóidh polarú sa phróiseas luchtaithe agus scaoilte, mar sin ba cheart polarú a íoslaghdú chun deascadh miotail litiam a chosc agus an cumas chun tionchar a imirt ar an saol a laghdú.