Lithium-ion toetra bateria

Lithium no metaly kely indrindra sy mavitrika indrindra eo amin’ny tabilao periodika simika. Noho ny habeny kely sy ny hakitroky ny fahaiza-manaony, dia raisin’ny mpanjifa sy ny injeniera. Na izany aza, ny fananana simika dia mavitrika loatra, izay miteraka risika avo be. Rehefa mipoitra amin’ny rivotra ny metaly lithium, dia hanao fihetsika mahery vaika amin’ny oksizenina izy ary hipoaka. Mba hanatsarana ny fiarovana sy ny voly dia namorona fitaovana toy ny graphite sy lithium cobalt oxide ny mpahay siansa mba hitahiry atoma lithium. Ny firafitry ny molekiola amin’ireo akora ireo dia mamorona tambajotra fitehirizana kely amin’ny ambaratonga nano izay azo ampiasaina hitehirizana atoma lithium. Amin’izany fomba izany, na dia vaky aza ny akoran’ny bateria ary miditra ny oksizenina, dia ho lehibe loatra ny molekiola oksizenina ka tsy afaka miditra amin’ireo sela fitehirizana kely ireo, mba tsy hifandray amin’ny oksizenina ny atôma lithium ary hisorohana ny fipoahana. Ity fitsipiky ny bateria lithium-ion ity dia ahafahan’ny olona mahazo fiarovana amin’ny fahazoana hakitroky avo lenta.

Fitsapana elektrika tsy misy fipoahana

Rehefa voampanga ny batterie lithium-ion, dia very elektronika ny atoma lithium ao amin’ny electrode positive ary mivadika ho ions lithium. Lithium ions milomano mankany amin’ny electrode ratsy amin’ny alalan’ny electrolyte, miditra ny sela fitehirizana ny ratsy electrode, ary mahazo elektronika, izay nihena ho Lithium atoma. Rehefa mivoaka dia averina ny fomba rehetra. Mba hisorohana ny poles tsara sy ratsy amin’ny batterie tsy hikasika mivantana sy hikoriana fohy, dia asiana taratasy diaphragm misy pores maro ny batterie mba hisorohana ny fihodirana. Ny taratasy diaphragm tsara dia afaka manidy ho azy koa ny mason-koditra rehefa avo loatra ny mari-pana amin’ny bateria, ka tsy afaka mandalo ny litium ion, mba hahafahan’izy ireo mampiasa ny haiady manokana hisorohana ny loza.

Arovy

Aorian’ny famenoana ny selan’ny bateria lithium amin’ny voltase avo kokoa noho ny 4.2V, dia hanomboka hisy ny fiantraikany. Arakaraky ny avoakan’ny voltase overcharge no mety hitera-doza. Rehefa ambony noho ny 4.2V ny tanjaky ny sela bateria lithium, dia latsaky ny antsasany ny isan’ny atôma lithium tavela ao amin’ny fitaovana electrode tsara. Amin’izao fotoana izao dia mirodana matetika ny sela, ka miteraka fihenana maharitra ny fahafahan’ny bateria. Raha manohy manefa ianao, satria efa feno atôma lithium ny selan’ny electrode ratsy, ny metaly lithium manaraka dia hiangona eo ambonin’ny fitaovana elektroda ratsy. Ireo atoma lithium ireo dia hampitombo dendrites avy amin’ny elektrôda ratsy mankany amin’ny làlan’ny litium ion. Ireo kristaly metaly lithium ireo dia handalo amin’ny taratasy separator ary hampiato ny electrodes tsara sy ratsy. Indraindray dia mipoaka ny batterie alohan’ny hitrangan’ny circuit fohy. Izany dia satria mandritra ny dingan’ny famenoana be loatra, ny electrolyte sy ny fitaovana hafa dia hikororoka hamokatra entona, ka mahatonga ny akoran’ny bateria na ny valva fanerena hivonto sy vaky, mamela ny oksizenina hiditra sy hihetsika amin’ny atoma lithium miangona eo ambonin’ny elektrôda ratsy. Ary avy eo nipoaka. Noho izany, rehefa mamaly ny bateria lithium, dia tsy maintsy apetraka ny fetran’ny voltase ambony mba ho azo raisina amin’ny fotoana iray ihany koa ny fiainan’ny bateria, ny fahafaha-manao ary ny fiarovana. Ny fetra farany ambony indrindra amin’ny voltase famandrihana dia 4.2V. Misy fetran’ny voltase ambany ihany koa rehefa mivoaka ny bateria lithium. Rehefa ambany noho ny 2.4V ny tanjaky ny sela, dia hanomboka ho potika ny fitaovana sasany. Ary koa, satria ny bateria dia hivoaka ny tenany, ny ela kokoa dia ho ambany ny malefaka. Noho izany, tsara kokoa ny tsy mijanona rehefa mivoaka ny bateria amin’ny 2.4V. Nandritra ny vanim-potoana navoakan’ny bateria lithium avy amin’ny 3.0V ka hatramin’ny 2.4V, ny angovo navoaka dia tsy misy afa-tsy 3% amin’ny fahafahan’ny bateria. Noho izany, ny 3.0V dia malefaka faran’izay tsara.

Rehefa mameno sy mamoaka, ankoatra ny fetran’ny volt, dia ilaina ihany koa ny fetra amin’izao fotoana izao. Rehefa lehibe loatra ny ankehitriny dia tsy hanana fotoana hidirana ao amin’ny sela fitahirizana ny lithium ions ary hiangona eo ambonin’ny fitaovana. Aorian’ny fahazoana elektronika ireo ion lithium ireo, dia hamokatra kristaly atôma lithium eny ambonin’ny akora izy ireo, izay mitovy amin’ny fiampangana tafahoatra, izay mampidi-doza. Raha tapaka ny casing batterie dia hipoaka izany.

Noho izany, ny fiarovana ny bateria Lithium-Ion dia tsy maintsy ahitana zavatra telo farafahakeliny: ny fetra ambony amin’ny voltase famandrihana, ny fetra ambany amin’ny volavolan-tsolika, ary ny fetra ambony amin’ny ankehitriny. Amin’ny ankapobeny, ao anaty fonosana batterie lithium, ankoatra ny fototry ny bateria lithium, dia hisy birao fiarovana. Ity birao fiarovana ity dia manome ireto fiarovana telo ireto indrindra. Na izany aza, mazava ho azy fa tsy ampy ireo fiarovana telo ireo amin’ny birao fiarovana, ary mbola misy fipoahana matetika ny bateria lithium manerana izao tontolo izao. Mba hiantohana ny fiarovana ny rafitry ny bateria dia tokony hodinihina tsara kokoa ny anton’ny fipoahan’ny bateria.

Fanadihadiana karazana fipoahana

Ny karazana fipoahana selan’ny bateria dia azo sokajiana ho karazany telo: circuit fohy ivelany, circuit fohy anatiny, ary fiampangana tafahoatra. Ny ivelany eto dia manondro ny ivelan’ny selan’ny bateria, ao anatin’izany ny fatorana fohy vokatry ny famolavolana insulation anatiny ratsy amin’ny fonosana batterie.

Rehefa misy cours fohy mitranga eo ivelan’ny sela ary tsy afaka manapaka ny fizaran-tany ny singa elektronika, dia hipoitra ny hafanana be ao anatin’ny sela, izay hahatonga ny ampahany amin’ny elektrôlôta hivezivezy sy hanitatra ny akoran’ny bateria. Rehefa ny mari-pana anatiny ny bateria dia avo toy ny 135 degre Celsius, tsara kalitao diaphragm taratasy dia hanidy ny mason-tsivana, ny electrochemical fanehoan-kevitra dia ho tapitra na saika tapitra, ny ankehitriny dia hidina mafy, ary ny mari-pana dia hidina tsikelikely, ka hisorohana. fipoahana. Na izany aza, ny tahan’ny fanakatonana ny mason-koditra dia mahantra loatra, na tsy mihidy mihitsy ny mason-koditra. Ny taratasy diaphragm dia hahatonga ny mari-pana amin’ny bateria hiakatra hatrany, ny electrolyte bebe kokoa dia ho etona, ary amin’ny farany dia ho tapaka ny akoran’ny bateria, na ny mari-pana amin’ny bateria aza dia hiakatra ho Ny fitaovana may sy mipoaka. Ny faritra fohy anatiny dia vokatry ny burrs amin’ny foil varahina sy ny foil aluminium manindrona ny diaphragm, na ny kristaly dendritika amin’ny atoma lithium manindrona ny diaphragm. Ireo metaly bitika toy ny fanjaitra ireo dia mety hiteraka fihodinam-pototra micro. Koa satria ny fanjaitra dia tena manify ary manana sanda fanoherana sasany, dia tsy voatery ho lehibe ny ankehitriny.

Ny burrs varahina sy aluminium foil dia ateraky ny fizotran’ny famokarana. Ny trangan-javatra azo tsapain-tanana dia ny fivoahan’ny bateria haingana loatra, ny ankamaroany dia azo jerena amin’ny orinasan’ny sela bateria na ny orinasa fivoriambe. Ankoatr’izay, noho ny burrs kely dia ho may indraindray izy ireo, ka hiverina amin’ny laoniny ny bateria. Noho izany, ny mety hisian’ny fipoahana nateraky ny burr micro-short circuit dia tsy avo. Ity fanambarana ity dia azo jerena amin’ny zava-misy fa matetika misy batteries ratsy miaraka amin’ny voltase ambany fotoana fohy aorian’ny famandrihana amin’ny orinasa cellule batterie isan-karazany, saingy vitsy ny fipoahana, izay tohanan’ny antontan’isa. Noho izany, ny fipoahana nateraky ny circuit fohy anatiny dia vokatry ny overcharge. Satria aorian’ny fiampangana be loatra dia misy kristaly metaly lithium toy ny fanjaitra eny rehetra eny amin’ny tsato-kazo, ny teboka puncture dia eny rehetra eny, ary ny micro circuit dia miseho na aiza na aiza. Noho izany, hiakatra tsikelikely ny mari-pana amin’ny bateria, ary amin’ny farany ny mari-pana ambony dia hahatonga ny electrolyte ho entona. Amin’ity tranga ity, na avo loatra ny mari-pana ka mahatonga ny akora hirehitra sy hipoaka, na ny akorany ivelany dia tapaka aloha, ka mahatonga ny rivotra hiditra sy hampiakatra ny metaly lithium, dia fipoahana izany.

Na izany aza, tsy voatery hitranga amin’ny fotoana fiampangana ny fipoahana nateraky ny circuit fohy anatiny vokatry ny fiampangana tafahoatra. Mety ho rehefa tsy ampy ny maripanan’ny batterie handoro ny akora ary tsy ampy ny entona avoaka mba hanapaka ny casing batterie, dia hijanona ny mpanjifa ary hamoaka ny finday. Amin’izao fotoana izao, ny hafanana ateraky ny micro-short circuit maro dia mampiakatra tsikelikely ny hafanan’ny bateria, ary mipoaka rehefa afaka fotoana fohy. Ny filazalazana mahazatra ny mpanjifa dia rehefa mandray ny finday izy ireo dia mahita fa mafana be ny finday ary mipoaka rehefa avy nariana.

Miorina amin’ireo karazana fipoahana voalaza etsy ambony ireo, dia afaka mifantoka amin’ny lafin-javatra telo amin’ny fiarovana ny fipoahana isika: ny fisorohana ny fandoavana be loatra, ny fisorohana ny circuits ivelany, ary ny fanatsarana ny fiarovana ny sela. Anisan’izany, ny fisorohana ny overcharge sy ny fisorohana ny fihoaram-pefy ivelany dia an’ny fiarovana elektronika, izay manana fifandraisana lehibe kokoa amin’ny famolavolana rafitra bateria sy ny fivorian’ny bateria. Ny fifantohana amin’ny fanatsarana ny fiarovana ny sela bateria dia ny fiarovana simika sy mekanika, izay manana fifandraisana lehibe kokoa amin’ireo mpanamboatra sela bateria.