Pengetahuan teknikal Penyelenggaraan Bateri Lithium

 

Adakah penyelenggaraan bateri Litium kami betul? Masalah ini telah melanda ramai pengguna telefon bimbit yang setia termasuk saya. Selepas merujuk beberapa maklumat, saya berpeluang untuk berunding dengan pelajar PhD dalam bidang elektrokimia, yang juga timbalan pengarah institut penyelidikan bateri terkenal di China. Sekarang tulis beberapa pengetahuan dan pengalaman yang relevan untuk dikongsi dengan pembaca anda.

“Elektrod positif bateri litium biasanya diperbuat daripada sebatian aktif litium, manakala elektrod negatif ialah karbon dengan struktur molekul khas.” Bahagian penting maklumat positif yang biasa digunakan ialah LiCoO2. Semasa proses pengecasan, potensi elektrik pada tiang bateri memaksa sebatian dalam elektrod positif untuk membebaskan ion litium dan memasukkannya ke dalam karbon, manakala molekul elektrod negatif disusun dalam aliran laminar. Ion litium diasingkan daripada struktur berlapis karbon semasa nyahcas dan digabungkan dengan sebatian anod. Pergerakan ion litium menghasilkan arus elektrik.

Prinsip tindak balas kimia adalah sangat mudah, tetapi dalam pengeluaran perindustrian sebenar, terdapat lebih banyak isu praktikal untuk dipertimbangkan: aditif elektrod positif perlu dikekalkan berulang kali untuk aktiviti, dan elektrod negatif perlu direka pada tahap molekul untuk menampung lebih banyak litium ion; mengisi Elektrolit antara anod dan katolit, sebagai tambahan kepada stabil, tetapi juga mempunyai kekonduksian yang sangat baik, mengurangkan rintangan dalaman bateri.

Walaupun bateri litium jarang mempunyai kesan ingatan bateri nikel-kadmium, ia tidak. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pelbagai sebab, bateri litium akan terus kehilangan kapasiti selepas pengecasan berulang. Adalah penting untuk mengubah suai data anod dan katod itu sendiri. Pada peringkat molekul, struktur rongga elektrod positif dan negatif yang mengandungi ion litium akan runtuh dan tersumbat secara beransur-ansur. Secara kimia, ia adalah pempasifan aktif bahan positif dan negatif, menunjukkan kehadiran sebatian stabil lain dalam tindak balas sampingan. Terdapat juga beberapa keadaan fizikal, seperti kehilangan data anod secara beransur-ansur, yang akhirnya akan mengurangkan bilangan ion litium yang boleh bergerak bebas semasa mengecas dan menyahcas dalam bateri.

Caj berlebihan dan nyahcas, elektrod dalam bateri litium membentuk kerosakan kekal. Ia boleh difahami secara intuitif dari peringkat molekul bahawa pelepasan karbon anod akan menyebabkan pelepasan berlebihan ion litium dan struktur berlapisnya pada musim luruh, dan bayaran berlebihan akan memerah terlalu banyak ion litium ke dalamnya. Struktur karbon katod menghalang beberapa ion litium daripada dibebaskan. Inilah sebabnya mengapa bateri litium sering dilengkapi dengan litar kawalan cas dan nyahcas.

Suhu yang tidak betul akan menyebabkan tindak balas kimia lain dalam bateri litium, dan sebatian yang tidak diperlukan muncul. Oleh itu, banyak bateri litium dilengkapi dengan diafragma kawalan suhu penyelenggaraan atau aditif elektrolit pada elektrod positif dan negatif. Apabila bateri dipanaskan pada tahap tertentu, lubang membran komposit ditutup atau elektrolit didenaturasi, rintangan dalaman bateri meningkat sehingga litar diputuskan, dan bateri tidak lagi panas, memastikan suhu pengecasan normal bateri.

Bolehkah pengecasan dan nyahcas dalam meningkatkan kapasiti sebenar bateri litium? Pakar dengan jelas memberitahu saya bahawa ini tidak bermakna. Malah mereka berkata berdasarkan pengetahuan kedua-dua doktor itu, pengaktifan dos penuh yang dipanggil tiga dos pertama adalah tidak bermakna. Tetapi mengapa ramai orang menyelidiki maklumat bateri untuk menunjukkan bahawa kapasiti akan berubah pada masa hadapan? Perkara ini akan disebut kemudian.

Bateri litium biasanya mempunyai cip pemprosesan dan cip kawalan pengecasan. Dalam proses itu, cip mempunyai satu siri daftar, kapasiti, suhu, ID, status pengecasan, masa nyahcas dan nilai lain. Nilai ini secara beransur-ansur berubah dengan penggunaan. Saya secara peribadi berpendapat bahawa kesan penting penggunaan selama kira-kira sebulan adalah cas penuh dan pelepasan. Sebaik sahaja manual arahan membetulkan nilai yang tidak betul bagi daftar ini, kawalan pengecasan dan kapasiti nominal bateri hendaklah sepadan dengan keadaan sebenar bateri.