Dapre kondisyon gwoup zanmi yo, pale sou konpreyansyon yo genyen sou chaj rapid batri ityòm:

Foto a

Sèvi ak dyagram sa a pou ilistre pwosesis pou chaje batri a. Abscisa a se tan ak òdone a se vòltaj. Nan etap inisyal chaje nan batri ityòm, pral gen yon ti pwosesis aktyèl pre-chaj, sètadi CC pre-chaj, ki gen pou objaktif pou estabilize materyèl yo anod ak katod. Apre sa, batri a ka ajiste a Chaje ak kouran segondè, sètadi CC Fast Charge, apre batri a ki estab. Finalman, li antre nan mòd nan chaj konstan vòltaj (CV). Pou batri ityòm, sistèm lan kòmanse konstan vòltaj chaje mòd lè vòltaj la rive nan 4.2V, ak aktyèl la chaje piti piti diminye jiskaske chaje a fini lè vòltaj la pi ba pase yon sèten valè.

Pandan tout pwosesis la, gen diferan estanda chaj kouran pou diferan pil. Pou egzanp, pou pwodwi 3C, aktyèl la chaje estanda se jeneralman 0.1C-0.5C, pandan y ap pou gwo pouvwa pil pouvwa, chaje estanda a se jeneralman 1C. Kouran chaj ba a konsidere tou pou sekirite batri a. Se konsa, di nan fwa òdinè chaj rapid, li se nan pwen nan plizyè fwa pi wo pase aktyèl chaj estanda a dè dizèn de fwa.

Gen kèk moun ki di ke chaje pil ityòm se tankou vide byè, vit ak ranpli byè vit, men ak anpil kim. Li dousman, li dousman, men li se anpil byè, li solid. Chaje rapid pa sèlman sove tan chaje, men tou domaje batri a tèt li. Akòz fenomèn polarizasyon nan batri a, maksimòm aktyèl la chaje li ka aksepte ap diminye ak ogmantasyon nan sik la chaj ak egzeyat. Lè chaj kontinyèl la ak aktyèl la chaje gwo, konsantrasyon ion nan elektwòd la ogmante ak polarizasyon an entansifye, ak vòltaj tèminal batri a pa ka dirèkteman koresponn ak chaj / enèji nan yon pwopòsyon lineyè. An menm tan an, chaj aktyèl segondè, ogmantasyon nan rezistans entèn ap mennen nan entansifye efè chofaj Joule (Q = I2Rt), pote reyaksyon segondè, tankou dekonpozisyon nan reyaksyon nan elektwolit, pwodiksyon gaz ak yon seri de pwoblèm, faktè a risk. ogmante toudenkou, gen yon enpak sou sekirite batri, lavi a nan batri ki pa pouvwa ap vin pi kout anpil.

01

Materyèl anod la

Pwosesis rapid chaje batri ityòm se migrasyon rapid ak entegre Li + nan materyèl anod la. Gwosè patikil materyèl katod la ka afekte tan repons lan ak chemen difizyon iyon nan pwosesis elektwochimik batri a. Dapre etid, koyefisyan difizyon nan iyon ityòm ogmante ak diminisyon nan gwosè a grenn nan materyèl la. Sepandan, ak diminisyon nan gwosè patikil materyèl, pral gen aglomerasyon grav nan patikil nan pwodiksyon an nan pulping, sa ki lakòz dispèsyon inegal. An menm tan an, nanopartikul yo pral redwi dansite konpaksyon nan fèy elektwòd la, epi ogmante zòn nan kontak ak elektwolit la nan pwosesis la nan chaj ak egzeyat reyaksyon bò, ki afekte pèfòmans nan batri a.

Metòd la pi serye se modifye materyèl la elektwòd pozitif pa kouch. Pou egzanp, konduktiviti nan LFP tèt li pa trè bon. Kouch sifas LFP ak materyèl kabòn oswa lòt materyèl ka amelyore konduktiviti li yo, ki se fezab pou amelyore pèfòmans chaj rapid batri a.

02

Materyèl anod

Chaje rapid nan batri ityòm vle di ke iyon ityòm ka byen vit soti ak “naje” nan elektwòd negatif la, ki mande pou materyèl la katod gen kapasite nan vit embedding ityòm. Materyèl anod yo itilize pou chaj rapid nan batri ityòm gen ladan materyèl kabòn, titanat ityòm ak kèk lòt nouvo materyèl.

Pou materyèl kabòn, iyon ityòm yo preferansyèlman entegre nan grafit anba kondisyon an nan chaje konvansyonèl paske potansyèl la nan ityòm embedding se menm jan ak sa yo ki nan presipitasyon ityòm. Sepandan, anba kondisyon chaj rapid oswa tanperati ki ba, iyon ityòm ka presipite sou sifas la epi fòme ityòm dendrite. Lè dendrite ityòm twou SEI, Li + segondè pèt te koze ak kapasite batri te redwi. Lè metal la ityòm rive nan yon sèten nivo, li pral grandi soti nan elektwòd negatif nan dyafram nan, sa ki lakòz risk pou batri kout sikwi.

Kòm pou LTO, li fè pati materyèl anod “zewo souch” ki gen oksijèn, ki pa pwodwi SEI pandan operasyon batri, e li gen pi fò kapasite obligatwa ak ityòm ion, ki ka ranpli kondisyon yo ki nan chaj rapid ak lage. An menm tan an, paske SEI pa ka fòme, materyèl la anod pral dirèkteman kontakte ak elektwolit la, ki ankouraje ensidan an nan reyaksyon segondè. Pwoblèm nan jenerasyon gaz batri LTO pa ka rezoud, epi li ka sèlman soulaje pa modifikasyon sifas yo.

03

Elektwòd likid

Kòm mansyone pi wo a, nan pwosesis la nan chaje vit, akòz enkonsistans nan to migrasyon ityòm ion ak pousantaj transfè elèktron, batri a pral gen yon polarizasyon gwo. Se konsa, nan lòd pou misyon pou minimize reyaksyon negatif ki te koze pa polarizasyon batri, twa pwen sa yo bezwen pou devlope elektwolit la: 1, sèl elektwolit segondè disosyasyon; 2, sòlvan konpoze – pi ba viskozite; 3, kontwòl koòdone – pi ba enpedans manbràn.

04

Relasyon ki genyen ant teknoloji pwodiksyon ak ranpli vit

Anvan, egzijans yo ak enfliyans nan ranpli vit yo te analize soti nan twa materyèl kle, tankou materyèl elektwòd pozitif ak negatif ak likid elektwòd. Sa ki anba la a se konsepsyon pwosesis la ki gen yon enpak relativman gwo. Paramèt teknolojik pwodiksyon batri afekte dirèkteman rezistans migrasyon iyon ityòm nan chak pati nan batri a anvan ak apre aktivasyon batri a, kidonk paramèt teknolojik preparasyon batri gen yon enfliyans enpòtan sou pèfòmans batri ityòm ion.

(1) sispansyon

Pou pwopriyete yo nan sispansyon, sou yon bò, li nesesè kenbe ajan konduktif la respire gaye. Paske ajan kondiktif la distribye respire nan mitan patikil sibstans aktif la, yo ka fòme yon rezo kondiktif ki pi inifòm ant sibstans aktif la ak sibstans aktif la ak likid pèseptè a, ki gen fonksyon kolekte mikwo aktyèl, diminye rezistans kontak la, epi yo ka amelyore vitès mouvman elektwon yo. Nan lòt men an se anpeche sou-dispèsyon nan ajan kondiktif. Nan pwosesis chaje ak egzeyat, estrikti kristal materyèl anod ak katod yo pral chanje, sa ki ka lakòz dekale nan ajan konduktif, ogmante rezistans entèn batri a ak afekte pèfòmans lan.

(2) Ekstrèmman pasyèl dansite

Nan teyori, pil miltiplikatè ak pil gwo kapasite yo enkonpatib. Lè dansite polarizasyon elektwòd pozitif ak negatif yo ba, vitès difizyon iyon ityòm ka ogmante, epi rezistans migrasyon iyon ak elektwon ka redwi. Pi ba dansite sifas la se, pi mens elektwòd la se, ak chanjman nan estrikti nan elektwòd ki te koze pa ensèsyon an kontinyèl ak lage nan iyon ityòm an chaj ak egzeyat tou se pi piti. Sepandan, si dansite sifas la twò ba, dansite enèji batri a ap redwi epi pri a ap ogmante. Se poutèt sa, yo ta dwe konsidere dansite sifas la konplè. Figi sa a se yon egzanp batri ityòm cobalate chaje nan 6C ak egzeyat nan 1C.

Foto a

(3) Polè moso kouch konsistans

Anvan, yon zanmi te mande, èske enkonsistans dansite trè pasyèl gen yon enpak sou batri a? Isit la nan chemen an, pou pèfòmans vit chaje, prensipal la se konsistans nan plak la anod. Si dansite negatif sifas la pa inifòm, porosite entèn materyèl vivan an ap varye anpil apre woule. Diferans porosite a ap mennen nan diferans nan distribisyon aktyèl entèn, ki pral afekte fòmasyon ak pèfòmans SEI nan etap fòmasyon batri a, epi finalman afekte pèfòmans nan chaje vit nan batri.

(4) Dansite konpaksyon nan fèy poto

Poukisa poto yo bezwen konpakte? Youn se amelyore enèji espesifik batri a, lòt la se amelyore pèfòmans batri a. Dansite pi gwo konpaksyon varye ak materyèl elektwòd la. Avèk ogmantasyon nan dansite konpaksyon, pi piti a porosite nan fèy elektwòd, pi pre koneksyon ki genyen ant patikil, ak pi piti a epesè nan fèy elektwòd anba menm dansite sifas la, se konsa chemen an migrasyon nan iyon ityòm ka redwi. Lè dansite konpaksyon an twò gwo, efè enfiltrasyon elektwolit la pa bon, sa ki ka detwi estrikti materyèl la ak distribisyon ajan kondiktif la, ak pwoblèm nan likidasyon pita pral rive. Menm jan an tou, batri ityòm cobalate chaje nan 6C ak egzeyate nan 1C, epi enfliyans nan dansite konpaksyon sou kapasite egzeyat espesifik yo montre jan sa a:

Foto a

05

Fòmasyon aje ak lòt moun

Pou batri kabòn negatif, fòmasyon – aje se pwosesis kle nan batri ityòm, ki pral afekte bon jan kalite a nan SEI. Epesè SEI a pa inifòm oswa estrikti a se enstab, ki pral afekte kapasite chaj rapid la ak lavi sik nan batri a.

Anplis de sa nan pi wo a plizyè faktè enpòtan, pwodiksyon an nan selil, chaj ak sistèm egzeyat pral gen yon gwo enpak sou pèfòmans nan batri ityòm. Avèk ekstansyon tan sèvis la, pousantaj chaje batri a ta dwe modere redwi, otreman polarizasyon an ap vin pi grav.

konklizyon

Sans nan chaje vit ak egzeyat nan pil ityòm se ke iyon ityòm ka rapidman de-embedded ant anod ak materyèl katod. Pwopriyete materyèl yo, konsepsyon pwosesis ak sistèm chaje ak egzeyat nan pil yo tout afekte pèfòmans nan chaj aktyèl segondè. Estabilite estriktirèl nan anod ak anod materyèl se fezab nan pwosesis la delityòm rapid san yo pa sa ki lakòz efondreman estriktirèl, iyon ityòm nan to a difizyon materyèl se pi vit, yo nan lòd yo kenbe tèt ak chaj aktyèl segondè. Akòz dezakò ant vitès migrasyon ion ak pousantaj transfè elèktron, polarizasyon ap fèt nan pwosesis chaje ak egzeyat, kidonk polarizasyon ta dwe minimize pou anpeche presipitasyon metal ityòm epi redwi kapasite pou afekte lavi a.