Dị ka ihe ndị enyi otu chọrọ si dị, kwuo maka nghọta nke chaja ngwa ngwa batrị lithium:

Foto ahụ

Jiri eserese a gosi usoro ịchaji batrị. The abscissa bụ oge na ordinate bụ voltaji. N’oge mbụ ịchaji batrị lithium, a ga-enwe obere usoro ịkwụ ụgwọ ugbu a, ya bụ CC pre-charge, nke na-achọ ịkwado ihe anode na cathode. Mgbe nke ahụ gasịrị, batrị nwere ike gbanwee ka chaja na elu ugbu a, ya bụ CC Fast Charge, mgbe batrị kwụsiri ike. N’ikpeazụ, ọ na-abanye na ọnọdụ chaja chaja mgbe niile (CV). Maka batrị lithium, usoro ahụ na-amalite chaja chaja mgbe niile mgbe voltaji ruru 4.2V, na chaja ugbu a ji nwayọọ nwayọọ na-ebelata ruo mgbe nchaji kwụsịrị mgbe voltaji dị ala karịa otu uru.

N’ime usoro a niile, enwere ike ịchaji ọkọlọtọ dị iche iche maka batrị dị iche iche. Ọmụmaatụ, maka ngwaahịa 3C, ọkọlọtọ chaja ugbu a na-adịkarị 0.1C-0.5C, ebe maka elu ike batrị, ọkọlọtọ chaja bụ n’ozuzu 1C. A na-atụlekwa obere chaja chaja maka nchekwa batrị. Yabụ, kwuo na oge nkịtị na-ebu ngwa ngwa, ọ bụ ịtụ aka n’ọtụtụ oge dị elu karịa ụgwọ ọkọlọtọ ugbu a ruo ugboro iri.

Ụfọdụ ndị mmadụ na-ekwu na ịchaji batrị lithium dị ka ịwụsa biya, ngwa ngwa na imeju biya ngwa ngwa, mana na-enwe nnukwu ụfụfụ. Ọ ghi rre uwu ọghe emwa ọvbehe, ọ ghaa rre uwu ọghe emwa ọvbehe. Ịchaji ngwa ngwa abụghị naanị na-echekwa oge nchaji, kamakwa ọ na-emebi batrị n’onwe ya. N’ihi ihe ngosi polarization dị na batrị ahụ, chaja kacha ugbu a ọ nwere ike ịnara ga-ebelata site na mmụba nke chaja na okirikiri mwepu. Mgbe chaja na-aga n’ihu na nchaji dị ugbu a buru ibu, ntinye ion na electrode na-abawanye na polarization na-abawanye, na batrị ọnụ voltaji enweghị ike ịkwekọrịta ozugbo na ụgwọ / ike n’ogo nke linear. N’otu oge ahụ, ụgwọ dị elu dị ugbu a, mmụba nke nguzogide n’ime ime ga-eduga n’ịbawanye mmetụta nke Joule kpo oku (Q = I2Rt), na-ebute mmeghachi omume n’akụkụ, dị ka mmeghachi omume nke electrolyte, mmepụta gas na usoro nsogbu, ihe ize ndụ. na-abawanye na mberede, na-enwe mmetụta na nchekwa batrị, ndụ batrị na-enweghị ike ga-ebelata nke ukwuu.

01

Ihe anode

Usoro nchaji ngwa ngwa nke batrị lithium bụ mbugharị ngwa ngwa na ntinye nke Li+ na ihe anode. Oke urughuru ihe cathode nwere ike imetụta oge nzaghachi na ụzọ mgbasa nke ion na usoro electrochemical nke batrị. Dị ka ọmụmụ si kwuo, ọnụọgụ mgbasa ozi nke ion lithium na-abawanye na mbelata nke ọka nke ihe onwunwe. Otú ọ dị, na mbelata nke urughuru size, a ga-enwe oké njọ agglomeration nke ahụ na mmepụta nke pulping, dapụtara na-erughị eru dispersion. N’otu oge ahụ, nanoparticles ga-ebelata njupụta njupụta nke mpempe akwụkwọ electrode, ma mụbaa mpaghara kọntaktị na electrolyte na usoro nke ụgwọ na mmeghachi omume akụkụ, na-emetụta arụmọrụ nke batrị ahụ.

Ụzọ a pụrụ ịdabere na ya bụ iji gbanwee ihe electrode dị mma site na mkpuchi. Dịka ọmụmaatụ, conductivity nke LFP n’onwe ya adịghị mma. Ikpuchi elu nke LFP na ihe carbon ma ọ bụ ihe ndị ọzọ nwere ike imeziwanye arụmọrụ ya, nke na-eme ka ọ dịkwuo mfe ịrụ ọrụ ngwa ngwa nke batrị.

02

Ihe anode

Nchaji batrị lithium ngwa ngwa pụtara na ion lithium nwere ike pụta ngwa ngwa wee “gwuo mmiri” na electrode na-adịghị mma, nke na-achọ ka ihe cathode nwee ikike nke itinye ngwa ngwa lithium. Ihe anode eji eme ngwa ngwa nke batrị lithium gụnyere ihe carbon, lithium titanate na ụfọdụ ihe ọhụrụ ndị ọzọ.

Maka ihe carbon, ion lithium na-akacha mma na-etinye n’ime graphite n’okpuru ọnọdụ nke ịchaji n’ihi na ike nke ntinye lithium yiri nke ọdịda lithium. Otú ọ dị, n’okpuru ọnọdụ nke chaja ngwa ngwa ma ọ bụ obere okpomọkụ, lithium ion nwere ike ịmalite n’elu ma mepụta dendrite lithium. Mgbe dendrite lithium turu SEI, Li+ mfu nke abụọ kpatara yana ike batrị belatara. Mgbe metal lithium ruru ọkwa ụfọdụ, ọ ga-esi na electrode na-adịghị mma gaa na diaphragm, na-ebute ihe ize ndụ nke obere sekit batrị.

N’ihe gbasara LTO, ọ bụ nke “nrụgharị efu” nke ihe anode nwere oxygen, nke na-adịghị emepụta SEI n’oge ọrụ batrị, ma nwee ike jikọta ya na lithium ion, nke nwere ike izute ihe achọrọ nke ngwa ngwa na ntọhapụ. N’otu oge ahụ, n’ihi na enweghị ike ịmepụta SEI, ihe anode ga-akpọtụrụ electrolyte ozugbo, nke na-akwalite mmeghachi omume nke akụkụ. Enweghị ike idozi nsogbu nke ọgbọ gas batrị LTO, enwere ike ibelata naanị site na ngbanwe elu.

03

Mmiri electrode

Dị ka e kwuru n’elu, na usoro nke ịchaji ngwa ngwa, n’ihi enweghị nkwekọrịta nke lithium ion migration rate na electron transfer rate, batrị ga-enwe nnukwu polarization. Ya mere, iji belata mmeghachi omume na-adịghị mma nke batrị polarization na-akpata, ihe atọ ndị a dị mkpa iji mepụta electrolyte: 1, nnukwu dissociation electrolyte nnu; 2, ihe mgbaze mejupụtara – viscosity ala; 3, interface njikwa – obere akpụkpọ ahụ impedance.

04

Mmekọrịta dị n’etiti teknụzụ mmepụta na njuputa ngwa ngwa

Tupu mgbe ahụ, a na-enyocha ihe ndị a chọrọ na mmetụta nke ndochi ngwa ngwa site na ihe atọ dị mkpa, dị ka ihe dị mma na nke na-adịghị mma na mmiri electrode. Ihe na-esonụ bụ nhazi usoro nke nwere mmetụta dịtụ ukwuu. Usoro teknụzụ nke mmepụta batrị na-emetụta ozugbo nguzogide Mbugharị nke ion lithium n’akụkụ nke ọ bụla nke batrị tupu na mgbe arụ ọrụ batrị gasịrị, yabụ, usoro teknụzụ nke nkwadebe batrị nwere mmetụta dị mkpa na arụmọrụ nke batrị lithium ion.

(1) slurry

Maka akụrụngwa nke slurry, n’otu aka ahụ, ọ dị mkpa idobe onye na-eduzi ihe na-agbasasị ya. N’ihi na a na-ekesa onye na-eduzi ihe n’otu n’otu n’etiti akụkụ nke ihe na-arụ ọrụ, enwere ike ịmepụta netwọk mmekọrịta dị n’etiti n’etiti ihe na-arụ ọrụ na ihe na-arụ ọrụ na onye na-achịkọta mmiri, nke nwere ọrụ nke ịnakọta micro ugbu a, na-ebelata nkwụsị kọntaktị, ma nwee ike melite ọnụego mmegharị nke electrons. N’aka nke ọzọ bụ igbochi n’elu-agbasasị nke conductive gị n’ụlọnga. N’ime usoro ịchaji na ịwụsa, usoro kristal nke anode na ihe cathode ga-agbanwe, nke nwere ike ime ka ọkpụkpụ nke onye na-eduzi ihe na-eme ka ọ dị elu, na-abawanye nguzogide n’ime batrị, ma na-emetụta arụmọrụ.

(2) Njupụta nke ukwuu

Na tiori, batrị na-ebuwanye ibu na batrị nwere ikike dị elu adịghị ekwekọ. Mgbe njupụta polarization nke electrodes dị mma na nke na-adịghị mma dị ala, enwere ike ịbawanye ọsọ ọsọ nke ion lithium, na ion na electron na-eguzogide ike ibelata. Na ala njupụta elu bụ, na thinner electrode bụ, na mgbanwe nke electrode Ọdịdị nke na-aga n’ihu na ntinye na ntọhapụ nke lithium ion na-elekọta na mwepu bụkwa obere. Otú ọ dị, ọ bụrụ na njupụta elu dị oke ala, ike ike nke batrị ga-ebelata ma ọnụ ahịa ga-abawanye. Ya mere, njupụta elu kwesịrị ịtụle nke ọma. Ọgụgụ na-esonụ bụ ọmụmaatụ nke lithium cobalate batrị na-anaji na 6C na ịgbasa na 1C.

Foto ahụ

(3) Polar mpempe mkpuchi agbanwe agbanwe

Tupu mgbe ahụ, otu enyi jụrụ ya, enweghị nkwekọ njupụta akụkụ ele mmadụ anya n’ihu ga-enwe mmetụta na batrị ahụ? N’ebe a site n’ụzọ, maka ịrụ ọrụ ngwa ngwa ngwa ngwa, isi bụ nkwụsị nke efere anode. Ọ bụrụ na njupụta elu na-adịghị mma abụghị otu, ihe dị n’ime porosity nke ihe dị ndụ ga-adịgasị iche iche mgbe ọ gachara. Ọdịiche nke porosity ga-eduga na ọdịiche nke nkesa dị n’ime ugbu a, nke ga-emetụta nhazi na arụmọrụ nke SEI na nhazi nhazi batrị, ma mechaa metụta ngwa ngwa ngwa ngwa batrị.

(4) Compaction njupụta nke osisi mpempe akwụkwọ

Gịnị mere e kwesịrị iji gbakọta okporo osisi? Otu bụ iji melite kpọmkwem ike batrị, nke ọzọ bụ imeziwanye arụmọrụ nke batrị ahụ. Njupụta njupụta kacha mma na-adịgasị iche na ihe electrode. Na mmụba nke compaction njupụta, na nta nke porosity nke electrode mpempe akwụkwọ, na nso njikọ dị n’etiti ahụ, na nta nke ọkpụrụkpụ nke electrode mpempe akwụkwọ n’okpuru otu elu njupụta, otú Mbugharị nke Lithium ion nwere ike ibelata. Mgbe njupụta compaction dị oke ukwuu, mmetụta infiltration nke electrolyte adịghị mma, nke nwere ike ibibi usoro ihe onwunwe na nkesa nke onye na-eduzi ihe, na nsogbu ikuku na-esote ga-eme. N’otu aka ahụ, a na-ana batrị lithium cobalate na 6C wee wepụta ya na 1C, yana mmetụta nke njupụta njupụta na ikike mbupu ka egosiri dị ka ndị a:

Foto ahụ

05

Formation ịka nká na ndị ọzọ

Maka batrị na-adịghị mma nke carbon, nhazi – ịka nká bụ isi usoro nke batrị lithium, nke ga-emetụta àgwà SEI. Ọkpụrụkpụ nke SEI abụghị otu ma ọ bụ ihe owuwu a na-ejighị n’aka, nke ga-emetụta ikike nchaji ngwa ngwa na ndụ okirikiri nke batrị.

Na mgbakwunye na ọtụtụ ihe dị mkpa dị n’elu, mmepụta nke cell, chaja na usoro nkwụsị ga-enwe mmetụta dị ukwuu na arụmọrụ nke batrị lithium. Site n’ịgbatị oge ọrụ, ọnụego nchaji batrị kwesịrị ibelata nke nta nke nta, ma ọ bụghị ya, polarization ga-akawanye njọ.

ọgwụgwụ

Ihe dị mkpa nke ịchaji ngwa ngwa na ịchaji batrị lithium bụ na ion lithium nwere ike wepụ ngwa ngwa n’etiti ihe anode na cathode. Ngwongwo ihe eji eme ihe, nhazi usoro na nchaji na ikpochapu usoro nke batrị nile na-emetụta arụmọrụ nke nchaji dị elu ugbu a. Nkwụsi ike nhazi nke ihe anode na anode na-eme ka usoro delithium ngwa ngwa na-eme ka ọ ghara ịdaba n’usoro, ion lithium na ọnụọgụ mgbasa ozi na-adị ngwa ngwa, iji nagide ụgwọ dị elu ugbu a. N’ihi enweghị nkwekọrịta dị n’etiti ọsọ ion ion na ọnụego mbufe elektrọn, polarization ga-eme na usoro nchaji na ịwụsa, ya mere ekwesịrị ibelata polarization iji gbochie ọdịda nke lithium metal ma belata ikike imetụta ndụ.