Araka ny takian’ny namana vondrona, miresaka momba ny fahatakarana ny bateria lithium fiampangana haingana:

Ny sary

Ampiasao ity kisary ity mba hanehoana ny fizotran’ny fiampangana bateria. Ny abscissa dia ny fotoana ary ny ordinate dia ny voltage. Amin’ny dingana voalohany amin’ny fiampangana ny bateria lithium, dia hisy dingana kely mialoha ny fiampangana ankehitriny, izany hoe CC mialoha ny fiampangana, izay mikendry ny hanamafisana ny fitaovana anode sy cathode. Aorian’izay, ny bateria dia azo amboarina amin’ny Charge miaraka amin’ny courant avo lenta, izany hoe CC Fast Charge, rehefa milamina ny bateria. Farany, miditra amin’ny maodely famandrihana tsy tapaka (CV) izy. Ho an’ny batterie lithium, ny rafitra dia manomboka ny fomba famandrihana malefaka tsy tapaka rehefa mahatratra 4.2V ny volt, ary mihena tsikelikely ny charging mandra-pahatapitry ny fiampangana rehefa ambany noho ny sanda iray ny volt.

Mandritra ny dingana iray manontolo, dia misy tondra-drano mahazatra mahazatra ho an’ny bateria samihafa. Ohatra, ho an’ny vokatra 3C, amin’ny ankapobeny dia 0.1C-0.5C ny charging mahazatra, raha ny bateria mahery vaika kosa dia matetika 1C ny famandrihana mahazatra. Heverina ho fiarovana ny bateria ihany koa ny fanerena ambany ambany. Noho izany, lazao amin’ny fotoana mahazatra fampandrenesana haingana, izany dia manondro imbetsaka avo kokoa noho ny mahazatra amin’izao fotoana izao ho im-polo.

Misy milaza fa toy ny fandrarahana labiera, haingana sy famenoana labiera haingana ny famenoana ny bateria lithium, saingy misy foam be. Miadana, miadana, fa ny labiera be dia be, mafy. Ny fiampangana haingana dia tsy vitan’ny hoe mitahiry fotoana famandrihana, fa manimba ny bateria ihany koa. Noho ny trangan’ny polarization ao amin’ny bateria, dia hihena ny haavon’ny fiampangana ambony indrindra azony ekena miaraka amin’ny fitomboan’ny tsingerin’ny fiampangana sy ny fivoahana. Rehefa lehibe ny fiampangana mitohy sy ny fiampangana ankehitriny, dia mitombo ny fifantohan’ny ion ao amin’ny electrode ary mihamafy ny polarization, ary tsy afaka mifanandrify mivantana amin’ny fiampangana / angovo amin’ny proportion linear ny batterie terminal. Mandritra izany fotoana izany, ny fiampangana avo amin’izao fotoana izao, ny fitomboan’ny fanoherana anatiny dia hitarika ho amin’ny fanamafisana ny fiantraikan’ny fanafanana Joule (Q = I2Rt), mitondra fanehoan-kevitra amin’ny lafiny iray, toy ny fandotoana ny electrolyte, ny famokarana entona ary ny olana maromaro, ny loza mety hitranga. mitombo tampoka, misy fiantraikany amin’ny fiarovana ny batterie, ny fiainan’ny batterie tsy misy herinaratra dia hofohy be.

01

Ny fitaovana anode

Ny dingan’ny fiampangana haingana ny bateria lithium dia ny fifindra-monina haingana sy ny fampidirana Li + amin’ny fitaovana anode. Ny haben’ny ampahany amin’ny akora cathode dia mety hisy fiantraikany amin’ny fotoana famaliana sy ny lalan’ny diffusion amin’ny fizotry ny electrochemical ny bateria. Araka ny fanadihadiana, ny diffusion coefficient ny lithium ion dia mitombo miaraka amin’ny fihenan’ny haben’ny akora. Na izany aza, miaraka amin’ny fihenan’ny haben’ny poti-materialy, dia hisy ny fivondronan’ny poti-javatra lehibe amin’ny famokarana pulping, ka miteraka fiparitahana tsy mitovy. Mandritra izany fotoana izany, ny nanoparticles dia hampihena ny hakitroky ny compaction amin’ny takelaka electrode, ary hampitombo ny faritra mifandray amin’ny electrolyte amin’ny dingan’ny fiampangana sy ny fivoahana amin’ny lafiny fanehoan-kevitra, izay misy fiantraikany amin’ny fahombiazan’ny bateria.

Ny fomba azo antoka kokoa dia ny fanovana ny fitaovana electrode tsara amin’ny alàlan’ny coating. Ohatra, tsy dia tsara loatra ny conductivity an’ny LFP. Ny fametahana ny eny ambonin’ny LFP amin’ny akora karbônina na fitaovana hafa dia afaka manatsara ny fitondran-tenany, izay mahasoa amin’ny fanatsarana ny fampandehanana haingana ny bateria.

02

Fitaovana anode

Ny fiampangana haingana ny batterie lithium dia midika fa afaka mivoaka haingana ny ion lithium ary “milomano” mankany amin’ny electrode ratsy, izay mitaky ny fitaovana cathode mba hanana fahaiza-manao haingana amin’ny lithium. Ny fitaovana anode ampiasaina amin’ny fiampangana haingana ny bateria lithium dia misy akora karbona, lithium titanate ary fitaovana vaovao hafa.

Ho an’ny akora karbônina, ny litium ion dia apetraka amin’ny grafita eo ambanin’ny fepetran’ny fiampangana mahazatra satria ny mety hisian’ny fametrahana lithium dia mitovy amin’ny rotsak’orana lithium. Na izany aza, eo ambanin’ny fepetra fiampangana haingana na mari-pana ambany, ny litium ion dia mety hidina eny ambonin’ny tany ary hamorona lithium dendrite. Rehefa nitsambikina ny SEI ny lithium dendrite, dia nisy ny fahaverezan’ny Li + faharoa ary nihena ny fahafahan’ny bateria. Rehefa tonga amin’ny ambaratonga iray ny metaly lithium dia hitombo avy amin’ny electrode ratsy mankany amin’ny diaphragm, ka miteraka lozam-pifamoivoizana an-tariby.

Raha ny LTO, dia an’ny fitaovana anode misy oksizenina “zero strain”, izay tsy mamokatra SEI mandritra ny fiasan’ny batterie, ary manana fahaiza-mamatotra matanjaka kokoa amin’ny lithium ion, izay afaka mahafeno ny fepetra takian’ny fiampangana haingana sy famoahana. Mandritra izany fotoana izany, satria tsy azo niforona ny SEI, ny fitaovana anode dia hifandray mivantana amin’ny electrolyte, izay mampiroborobo ny fisian’ny fanehoan-kevitra. Ny olan’ny famokarana entona batterie LTO dia tsy voavaha, ary amin’ny alàlan’ny fanovana ambonin’ny tany ihany no azo anamaivanana.

03

Electrode ranoka

Araka ny voalaza etsy ambony, amin’ny dingan’ny fiampangana haingana, noho ny tsy fitovian’ny tahan’ny fifindra-monina lithium ion sy ny tahan’ny famindrana elektronika, ny bateria dia hanana polarization lehibe. Koa mba hampihenana ny ratsy fanehoan-kevitra vokatry ny bateria polarization, ireto teboka telo ireto dia ilaina mba hampivelatra ny electrolyte: 1, avo dissociation electrolyte sira; 2, solvent composite – ambany viscosity; 3, fanaraha-maso ny interface – ambany ny impedance membrane.

04

Ny fifandraisan’ny teknolojia famokarana sy ny famenoana haingana

Talohan’izay, ny fepetra sy ny fiantraikan’ny famenoana haingana dia nodinihina avy amin’ny fitaovana telo lehibe, toy ny akora elektrode tsara sy ratsy ary ranon-javatra elektroda. Ity manaraka ity dia ny famolavolana dingana izay misy fiantraikany lehibe. Ny mari-pamantarana ara-teknolojia amin’ny famokarana batterie dia misy fiantraikany mivantana amin’ny fanoherana ny fifindran’ny ion lithium amin’ny ampahany tsirairay amin’ny bateria alohan’ny sy aorian’ny fampahavitrihana ny bateria, noho izany dia misy fiantraikany lehibe amin’ny fahombiazan’ny bateria lithium ion ny mari-pamantarana ara-teknolojia amin’ny fanomanana ny batterie.

(1) slurry

Ho an’ny fananan’ny slurry, amin’ny lafiny iray, dia ilaina ny mitazona ny fiparitahan’ny conductive. Satria ny conductive agent dia zaraina amin’ny ampahany amin’ny akora mavitrika, ny tamba-jotra conductive mitovitovy kokoa dia azo atao eo anelanelan’ny akora mavitrika sy ny zavatra mavitrika ary ny fluid collector, izay manana ny asan’ny fanangonana micro, mampihena ny fanoherana ny fifandraisana, ary afaka manatsara ny tahan’ny hetsiky ny elektronika. Amin’ny lafiny iray dia ny fisorohana ny fanaparitahana be loatra ny conductive agent. Ao amin’ny dingan’ny fiampangana sy ny famoahana, ny firafitry ny kristaly anode sy ny fitaovana cathode dia hiova, izay mety hahatonga ny peeling off ny conductive agent, hampitombo ny fanoherana anatiny ny bateria, ary hisy fiantraikany amin’ny fampisehoana.

(2) hakitroky ampahany faran’izay betsaka

Raha ny teoria dia tsy mifanaraka ny batteries multiplier sy ny batteries avo lenta. Rehefa ambany ny hakitroky ny polarization ny tsara sy ny ratsy electrodes, ny diffusion velocity ny Lithium ions azo nitombo, ary ny ion sy ny elektronika fifindra-monina fanoherana azo nihena. Ny ambany ny hakitroky ny ambonin’ny dia, ny thinner ny electrode dia, ary ny fiovan’ny firafitry ny electrode vokatry ny fampidirana mitohy sy ny famotsorana ny lithium ion miandraikitra sy ny fivoahana dia kely ihany koa. Na izany aza, raha ambany loatra ny hakitroky ny eny ambonin’ny tany, dia hihena ny hakitroky ny angovon’ny bateria ary hitombo ny vidiny. Noho izany, ny hakitroky ambonin’ny dia tokony hodinihina feno. Ity sary manaraka ity dia ohatra iray momba ny bateria lithium cobalate mametaka amin’ny 6C ary miala amin’ny 1C.

Ny sary

(3) Polar piece coating tsy miovaova

Talohan’izay, nanontany ny namana iray, hisy fiantraikany amin’ny bateria ve ny tsy fitovian’ny hakitroky ny ampahany? Raha ny marina, ho an’ny fahombiazan’ny fiampangana haingana, ny tena zava-dehibe dia ny tsy fitoviana amin’ny takelaka anode. Raha tsy mitovy ny hakitroky ny ambonin’ny ratsy, ny porosity anatiny ny zavamananaina dia hiovaova be rehefa mihodina. Ny fahasamihafan’ny porosity dia hitarika amin’ny fahasamihafan’ny fizarana amin’izao fotoana izao, izay hisy fiantraikany amin’ny fananganana sy ny fahombiazan’ny SEI amin’ny dingana fananganana ny bateria, ary amin’ny farany dia misy fiantraikany amin’ny fampandehanana haingana ny bateria.

(4) Fahasamihafana amin’ny takelaka hazo

Nahoana ny bao no mila fehezina? Ny iray dia ny fanatsarana ny angovo manokana amin’ny bateria, ny iray kosa dia ny fanatsarana ny fahombiazan’ny bateria. Ny hakitroky ny compaction optimum dia miovaova amin’ny fitaovana electrode. Miaraka amin’ny fitomboan’ny hakitroky ny compaction, ny kely kokoa ny porosity ny electrode taratasy, ny akaiky kokoa ny fifandraisana eo amin’ny poti, ary ny kely kokoa ny hatevin’ny electrode taratasy eo ambanin’ny mitovy ambonin’ny hakitroky, ka ny fifindra-monina ny Lithium ions dia mety hihena. Rehefa lehibe loatra ny hakitroky ny compaction, dia tsy tsara ny infiltration vokatry ny electrolyte, izay mety handrava ny ara-nofo rafitra sy ny fizarana ny conductive mpandraharaha, ary ny taty aoriana fikomiana olana hitranga. Toy izany koa, ny bateria lithium cobalate dia voampanga ao amin’ny 6C ary avoaka amin’ny 1C, ary ny fiantraikan’ny hakitroky ny compaction amin’ny fahafaha-manao manokana dia aseho toy izao manaraka izao:

Ny sary

05

Formation fahanterana sy ny hafa

Ho an’ny bateria karbônina ratsy, ny fananganana – ny fahanterana no dingana lehibe amin’ny bateria lithium, izay hisy fiantraikany amin’ny kalitaon’ny SEI. Ny hatevin’ny SEI dia tsy mitovy na ny rafitra dia tsy miorina, izay hisy fiantraikany amin’ny fahafahan’ny fiampangana haingana sy ny fiainan’ny batterie.

Ho fanampin’ireo lafin-javatra manan-danja maro etsy ambony, ny famokarana sela, fiampangana ary rafitra fandefasana dia hisy fiantraikany lehibe amin’ny fampandehanana ny bateria lithium. Miaraka amin’ny fanitarana ny fotoana fanompoana, ny tahan’ny fiampangana batterie dia tokony hihena tsikelikely, raha tsy izany dia hiharatsy ny polarization.

famaranana

Ny fototry ny fiampangana haingana sy ny famoahana ny bateria lithium dia ny hoe ny lithium ions dia azo alefa haingana eo anelanelan’ny fitaovana anode sy cathode. Ny fananana ara-materialy, ny famolavolana ny fizotrany ary ny rafitra famenoana sy famoahana ny batterie dia misy fiantraikany amin’ny fahombiazan’ny famandrihana avo lenta. Ny fahamarinan-toerana ara-drafitra ny anode sy ny anode fitaovana dia mifanaraka amin’ny fizotry ny delithium haingana nefa tsy miteraka firodanan’ny rafitra, Lithium ions amin’ny tahan’ny diffusion ara-nofo dia haingana kokoa, mba hahatohitra amin’izao fotoana izao mamaly. Noho ny tsy fitoviana eo amin’ny hafainganam-pandehan’ny ion sy ny tahan’ny famindrana elektronika, ny polarization dia hitranga amin’ny dingan’ny fiampangana sy ny famoahana, noho izany dia tokony hahena ny polarization mba hisorohana ny rotsak’orana amin’ny metaly lithium ary hampihenana ny fahafahana hisy fiantraikany amin’ny fiainana.