समूहका साथीहरूको आवश्यकता अनुसार, लिथियम ब्याट्री द्रुत चार्जिङको बुझाइको बारेमा कुरा गर्नुहोस्:

चित्र

ब्याट्री चार्ज गर्ने प्रक्रियालाई चित्रण गर्न यो रेखाचित्र प्रयोग गर्नुहोस्। abscissa समय हो र ordinate भोल्टेज हो। लिथियम ब्याट्रीको प्रारम्भिक चार्जिङ चरणमा, त्यहाँ सानो वर्तमान प्रि-चार्ज प्रक्रिया हुनेछ, अर्थात् CC प्रि-चार्ज, जसले एनोड र क्याथोड सामग्रीलाई स्थिर बनाउने लक्ष्य राख्छ। त्यस पछि, ब्याट्री स्थिर भएपछि ब्याट्रीलाई उच्च करन्ट, अर्थात् CC फास्ट चार्जमा चार्जमा समायोजन गर्न सकिन्छ। अन्तमा, यो स्थिर भोल्टेज चार्जिङ मोड (CV) मा प्रवेश गर्दछ। लिथियम ब्याट्रीको लागि, भोल्टेज 4.2V पुग्दा प्रणालीले स्थिर भोल्टेज चार्जिङ मोड सुरु गर्छ, र चार्जिङ करन्ट बिस्तारै घट्दै जान्छ जबसम्म भोल्टेज निश्चित मानभन्दा कम हुन्छ।

सम्पूर्ण प्रक्रियाको बखत, विभिन्न ब्याट्रीहरूको लागि विभिन्न मानक चार्जिङ करेन्टहरू छन्। उदाहरण को लागी, 3C उत्पादनहरु को लागी, मानक चार्ज वर्तमान सामान्यतया 0.1C-0.5C छ, जबकि उच्च-शक्ति शक्ति ब्याट्रीहरु को लागी, मानक चार्ज सामान्यतया 1C हो। ब्याट्रीको सुरक्षाको लागि कम चार्जिङ करन्टलाई पनि विचार गरिन्छ। त्यसोभए, सामान्य समयमा छिटो चार्ज भन्नुहोस्, यो मानक चार्ज करन्ट भन्दा दसौं पटक धेरै गुणा बढी हो।

केही मानिसहरू भन्छन् कि लिथियम ब्याट्री चार्ज गर्नु भनेको बियर खन्याउनु, छिटो र छिटो बियर भर्नु जस्तै हो, तर धेरै फोमको साथ। यो ढिलो छ, यो ढिलो छ, तर यो धेरै बियर छ, यो ठोस छ। फास्ट चार्जिङले चार्जिङ समयको बचत मात्र गर्दैन, ब्याट्रीलाई पनि हानि पुर्‍याउँछ। ब्याट्रीमा ध्रुवीकरण घटनाको कारणले गर्दा, चार्ज र डिस्चार्ज चक्रको वृद्धिसँगै यसले स्वीकार गर्न सक्ने अधिकतम चार्जिङ वर्तमान घट्नेछ। जब लगातार चार्ज र चार्ज वर्तमान ठूलो छ, इलेक्ट्रोड मा आयन एकाग्रता बढ्छ र ध्रुवीकरण तीव्र हुन्छ, र ब्याट्री टर्मिनल भोल्टेज एक रैखिक अनुपात मा चार्ज/ऊर्जा सीधा अनुरूप हुन सक्दैन। एकै समयमा, उच्च वर्तमान चार्जिंग, आन्तरिक प्रतिरोधको वृद्धिले तीव्र जुल ताप प्रभाव (Q=I2Rt) निम्त्याउनेछ, साइड प्रतिक्रियाहरू ल्याउनेछ, जस्तै इलेक्ट्रोलाइटको प्रतिक्रिया विघटन, ग्यास उत्पादन र समस्याहरूको श्रृंखला, जोखिम कारक। अचानक बढ्छ, ब्याट्री सुरक्षा मा प्रभाव छ, गैर शक्ति ब्याट्री को जीवन धेरै छोटो हुनेछ।

01

एनोड सामग्री

लिथियम ब्याट्रीको द्रुत चार्जिङ प्रक्रिया एनोड सामग्रीमा Li+ को द्रुत माइग्रेसन र इम्बेडिङ हो। क्याथोड सामग्रीको कण आकारले ब्याट्रीको इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियामा आयनहरूको प्रतिक्रिया समय र प्रसार मार्गलाई असर गर्न सक्छ। अध्ययनका अनुसार, लिथियम आयनहरूको प्रसार गुणांक सामग्रीको अनाजको आकार घट्दै जान्छ। यद्यपि, सामग्रीको कणको आकार घट्दै जाँदा, पल्पिङको उत्पादनमा कणहरूको गम्भीर सङ्कलन हुनेछ, जसले गर्दा असमान फैलावट हुनेछ। एकै समयमा, न्यानो कणहरूले इलेक्ट्रोड पानाको कम्प्याक्शन घनत्व घटाउनेछ, र चार्ज र डिस्चार्ज साइड प्रतिक्रियाको प्रक्रियामा इलेक्ट्रोलाइटसँग सम्पर्क क्षेत्र बढाउनेछ, ब्याट्रीको प्रदर्शनलाई असर गर्छ।

अधिक भरपर्दो विधि कोटिंग द्वारा सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री परिमार्जन गर्न हो। उदाहरण को लागी, LFP को चालकता धेरै राम्रो छैन। LFP को सतहलाई कार्बन सामग्री वा अन्य सामग्रीले कोटिंग गर्दा यसको चालकता सुधार गर्न सकिन्छ, जुन ब्याट्रीको द्रुत चार्जिंग कार्यसम्पादनमा सुधार गर्न अनुकूल छ।

02

एनोड सामग्री

लिथियम ब्याट्रीको द्रुत चार्जको अर्थ लिथियम आयनहरू चाँडै बाहिर निस्कन र नकारात्मक इलेक्ट्रोडमा “तैरिने” हुन सक्छ, जसको लागि क्याथोड सामग्रीमा द्रुत इम्बेडिङ लिथियमको क्षमता हुन आवश्यक छ। लिथियम ब्याट्रीको द्रुत चार्जको लागि प्रयोग गरिने एनोड सामग्रीहरूमा कार्बन सामग्री, लिथियम टाइटनेट र केही अन्य नयाँ सामग्रीहरू समावेश छन्।

कार्बन सामग्रीहरूको लागि, लिथियम आयनहरूलाई प्राथमिकतामा पारम्परिक चार्जको अवस्था अन्तर्गत ग्रेफाइटमा इम्बेड गरिएको छ किनभने लिथियम इम्बेडिङको सम्भावना लिथियम वर्षाको जस्तै छ। यद्यपि, छिटो चार्ज वा कम तापक्रमको अवस्थामा, लिथियम आयनहरू सतहमा अवक्षेपण हुन सक्छ र डेन्ड्राइट लिथियम बन्न सक्छ। जब डेन्ड्राइट लिथियमले SEI लाई पङ्क्चर गर्यो, Li+ को माध्यमिक क्षति भयो र ब्याट्रीको क्षमता घट्यो। जब लिथियम धातु निश्चित स्तरमा पुग्छ, यो नकारात्मक इलेक्ट्रोडबाट डायाफ्राममा बढ्छ, ब्याट्री सर्ट सर्किटको जोखिम निम्त्याउँछ।

LTO को रूपमा, यो “शून्य तनाव” अक्सिजन युक्त एनोड सामग्री हो, जसले ब्याट्री सञ्चालनको क्रममा SEI उत्पादन गर्दैन, र लिथियम आयनसँग बलियो बाध्यकारी क्षमता छ, जसले छिटो चार्ज र रिलीजको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ। एकै समयमा, किनकि SEI गठन गर्न सकिँदैन, एनोड सामग्रीले इलेक्ट्रोलाइटसँग सीधा सम्पर्क गर्नेछ, जसले साइड प्रतिक्रियाहरूको घटनालाई बढावा दिन्छ। LTO ब्याट्री ग्याँस उत्पादन को समस्या हल गर्न सकिदैन, र केवल सतह परिमार्जन द्वारा कम गर्न सकिन्छ।

03

इलेक्ट्रोड तरल

माथि उल्लेख गरिए अनुसार, छिटो चार्ज गर्ने प्रक्रियामा, लिथियम आयन माइग्रेसन दर र इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दरको असंगतताका कारण, ब्याट्रीमा ठूलो ध्रुवीकरण हुनेछ। त्यसैले ब्याट्री ध्रुवीकरण को कारण नकारात्मक प्रतिक्रिया को कम गर्न को लागी, निम्न तीन बिन्दुहरु लाई इलेक्ट्रोलाइट को विकास को लागी आवश्यक छ: 1, उच्च विच्छेदन इलेक्ट्रोलाइट नुन; 2, विलायक कम्पोजिट – कम चिपचिपापन; 3, इन्टरफेस नियन्त्रण – तल्लो झिल्ली प्रतिबाधा।

04

उत्पादन प्रविधि र छिटो भरिने बीचको सम्बन्ध

पहिले, छिटो भरिने आवश्यकताहरू र प्रभावहरू तीन मुख्य सामग्रीहरूबाट विश्लेषण गरिएको थियो, जस्तै सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री र इलेक्ट्रोड तरल। निम्न प्रक्रिया डिजाइन हो जुन अपेक्षाकृत ठूलो प्रभाव छ। ब्याट्री उत्पादनको प्राविधिक मापदण्डहरूले ब्याट्री सक्रियता अघि र पछि ब्याट्रीको प्रत्येक भागमा लिथियम आयनहरूको माइग्रेसन प्रतिरोधलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ, त्यसैले ब्याट्री तयारीको प्राविधिक मापदण्डहरूले लिथियम आयन ब्याट्रीको प्रदर्शनमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।

(1) गारा

स्लरीको गुणहरूको लागि, एकातिर, यो प्रवाहकीय एजेन्टलाई समान रूपमा फैलाउन आवश्यक छ। किनभने प्रवाहकीय एजेन्ट सक्रिय पदार्थको कणहरू बीच समान रूपमा वितरण गरिएको छ, सक्रिय पदार्थ र सक्रिय पदार्थ र कलेक्टर फ्लुइड बीच एक अधिक समान प्रवाहकीय नेटवर्क गठन गर्न सकिन्छ, जसले माइक्रो वर्तमान सङ्कलन गर्ने कार्य गर्दछ, सम्पर्क प्रतिरोध कम गर्दछ, र इलेक्ट्रोन को आन्दोलन दर सुधार गर्न सक्छ। अर्कोतर्फ प्रवाहकीय एजेन्टको अति फैलावट रोक्नको लागि हो। चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रक्रियामा, एनोड र क्याथोड सामग्रीहरूको क्रिस्टल संरचना परिवर्तन हुनेछ, जसले प्रवाहकीय एजेन्टको पिलिङलाई निम्त्याउन सक्छ, ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोध बढाउन सक्छ, र प्रदर्शनलाई असर गर्छ।

(2) अत्यधिक आंशिक घनत्व

सिद्धान्तमा, गुणक ब्याट्रीहरू र उच्च-क्षमता ब्याट्रीहरू असंगत छन्। जब सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडको ध्रुवीकरण घनत्व कम हुन्छ, लिथियम आयनहरूको प्रसार वेग बढाउन सकिन्छ, र आयन र इलेक्ट्रोन माइग्रेसन प्रतिरोध कम गर्न सकिन्छ। सतहको घनत्व जति कम हुन्छ, इलेक्ट्रोड पातलो हुन्छ, र चार्ज र डिस्चार्जमा लिथियम आयनहरूको निरन्तर सम्मिलन र रिलीजको कारण इलेक्ट्रोड संरचनाको परिवर्तन पनि सानो हुन्छ। यद्यपि, यदि सतह घनत्व धेरै कम छ भने, ब्याट्रीको ऊर्जा घनत्व कम हुनेछ र लागत बढ्नेछ। तसर्थ, सतह घनत्व व्यापक रूपमा विचार गर्नुपर्छ। निम्न चित्र लिथियम कोबालेट ब्याट्री 6C मा चार्ज र 1C मा डिस्चार्जको उदाहरण हो।

चित्र

(3) ध्रुवीय टुक्रा कोटिंग स्थिरता

पहिले, एक साथीले सोधे, के अत्यधिक आंशिक घनत्व असंगतिले ब्याट्रीमा असर गर्छ? यहाँ वैसे, द्रुत चार्ज प्रदर्शनको लागि, मुख्य एनोड प्लेटको स्थिरता हो। यदि नकारात्मक सतह घनत्व समान छैन भने, जीवित सामग्रीको आन्तरिक छिद्र रोलिंग पछि धेरै फरक हुनेछ। पोरोसिटीको भिन्नताले आन्तरिक वर्तमान वितरणको भिन्नता निम्त्याउनेछ, जसले ब्याट्रीको गठन चरणमा SEI को गठन र कार्यसम्पादनलाई असर गर्छ, र अन्ततः ब्याट्रीको द्रुत चार्जिंग कार्यसम्पादनलाई असर गर्छ।

(4) पोल शीटको कम्प्याक्शन घनत्व

किन पोलहरू कम्प्याक्ट गर्न आवश्यक छ? एउटा ब्याट्रीको विशिष्ट ऊर्जा सुधार गर्न हो, अर्को ब्याट्रीको प्रदर्शन सुधार गर्न हो। इष्टतम संघनन घनत्व इलेक्ट्रोड सामग्री संग भिन्न हुन्छ। कम्प्याक्शन घनत्वको बृद्धि संग, इलेक्ट्रोड पानाको पोरोसिटी जति सानो हुन्छ, कणहरू बीचको जडान नजिक हुन्छ, र समान सतह घनत्व अन्तर्गत इलेक्ट्रोड पानाको मोटाई सानो हुन्छ, त्यसैले लिथियम आयनहरूको माइग्रेसन मार्ग कम गर्न सकिन्छ। जब कम्प्याक्शन घनत्व धेरै ठूलो हुन्छ, इलेक्ट्रोलाइटको घुसपैठ प्रभाव राम्रो हुँदैन, जसले सामग्री संरचना र प्रवाहकीय एजेन्टको वितरणलाई नष्ट गर्न सक्छ, र पछि घुमाउने समस्या देखा पर्नेछ। त्यस्तै, लिथियम कोबालेट ब्याट्री 6C मा चार्ज हुन्छ र 1C मा डिस्चार्ज हुन्छ, र डिस्चार्ज विशिष्ट क्षमतामा कम्प्याक्शन घनत्वको प्रभाव निम्नानुसार देखाइएको छ:

चित्र

05

गठन उमेर र अन्य

कार्बन नकारात्मक ब्याट्रीको लागि, गठन – उमेर लिथियम ब्याट्रीको मुख्य प्रक्रिया हो, जसले SEI को गुणस्तरलाई असर गर्नेछ। SEI को मोटाई समान छैन वा संरचना अस्थिर छ, जसले ब्याट्रीको द्रुत चार्ज क्षमता र चक्र जीवनलाई असर गर्नेछ।

माथिका धेरै महत्त्वपूर्ण कारकहरू बाहेक, सेल, चार्ज र डिस्चार्ज प्रणालीको उत्पादनले लिथियम ब्याट्रीको प्रदर्शनमा ठूलो प्रभाव पार्नेछ। सेवा समयको विस्तार संग, ब्याट्री चार्ज दर मध्यम रूपमा कम गरिनु पर्छ, अन्यथा ध्रुवीकरण बढ्नेछ।

निष्कर्षमा

लिथियम ब्याट्रीहरूको द्रुत चार्ज र डिस्चार्जको सार यो हो कि लिथियम आयनहरू एनोड र क्याथोड सामग्रीहरू बीच द्रुत रूपमा डि-इम्बेड गर्न सकिन्छ। भौतिक गुणहरू, प्रक्रिया डिजाइन र ब्याट्रीहरूको चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रणालीले उच्च वर्तमान चार्जिङको कार्यसम्पादनलाई असर गर्छ। एनोड र एनोड सामग्रीहरूको संरचनात्मक स्थिरता संरचनात्मक पतन बिना नै द्रुत डेलिथियम प्रक्रियाको लागि अनुकूल छ, उच्च वर्तमान चार्जिंगको सामना गर्न सामग्रीको प्रसार दरमा लिथियम आयनहरू छिटो हुन्छ। आयन माइग्रेसन गति र इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दर बीचको बेमेलको कारण, चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रक्रियामा ध्रुवीकरण हुनेछ, त्यसैले लिथियम धातुको वर्षालाई रोक्न र जीवनलाई असर गर्ने क्षमतालाई कम गर्न ध्रुवीकरण कम गर्नुपर्छ।