گروپ دوستن جي ضرورتن مطابق، ليتيم بيٽري جي تڪڙي چارجنگ کي سمجھڻ بابت ڳالهايو:

تصوير

بيٽري جي چارج ڪرڻ جي عمل کي واضع ڪرڻ لاءِ هي ڊراگرام استعمال ڪريو. abscissa وقت آهي ۽ ordinate وولٹیج آهي. ليٿيم بيٽري جي شروعاتي چارجنگ اسٽيج تي، اتي ھڪڙو ننڍڙو موجوده پري چارج عمل ھوندو، يعني CC پري چارج، جنھن جو مقصد آھي انوڊ ۽ ڪيٿوڊ مواد کي مستحڪم ڪرڻ. ان کان پوء، بيٽري کي تيز رفتار سان چارج ڪرڻ لاء ترتيب ڏئي سگهجي ٿو، يعني CC فاسٽ چارج، بيٽري جي مستحڪم ٿيڻ کان پوء. آخرڪار، اهو مسلسل وولٹیج چارج موڊ (CV) ۾ داخل ٿئي ٿو. ليتيم بيٽري لاءِ، سسٽم مسلسل وولٽيج چارجنگ موڊ شروع ڪندو آهي جڏهن وولٽيج 4.2V تائين پهچي ويندو آهي، ۽ چارجنگ ڪرنٽ آهستي آهستي گهٽجي ويندي آهي جيستائين چارجنگ ختم نه ٿيندي جڏهن وولٽيج هڪ خاص قدر کان گهٽ هجي.

سڄي عمل دوران، مختلف بيٽرين لاءِ مختلف معياري چارجنگ واهه آهن. مثال طور، 3C پروڊڪٽس لاءِ، معياري چارجنگ موجوده عام طور تي 0.1C-0.5C آهي، جڏهن ته اعليٰ طاقت واري بيٽرين لاءِ، معياري چارجنگ عام طور تي 1C آهي. بيٽري جي حفاظت لاءِ گهٽ چارجنگ ڪرنٽ پڻ سمجهيو ويندو آهي. تنهن ڪري، چئو ته عام وقت تي تيز چارج، اهو اشارو ڪيو ويو آهي ته ڪيترائي ڀيرا وڌيڪ معياري چارج ڪرنٽ کان ڏهن ڀيرا.

ڪجهه ماڻهو چون ٿا ته ليٿيم بيٽري کي چارج ڪرڻ بيئر کي تيز ڪرڻ وانگر آهي، تيز ۽ بيئر کي تيزيءَ سان ڀرڻ، پر تمام گهڻي فوم سان. اهو سست آهي، اهو سست آهي، پر اهو تمام گهڻو بيئر آهي، اهو مضبوط آهي. تيز چارج نه رڳو چارجنگ جو وقت بچائيندو آهي پر بيٽري کي به نقصان پهچائيندو آهي. بيٽري ۾ پولرائزيشن رجحان جي ڪري، وڌ ۾ وڌ چارج ڪرڻ وارو موجوده قبول ڪري سگھي ٿو چارج ۽ ڊسچارج چڪر جي واڌ سان گھٽجي ويندو. جڏهن لڳاتار چارجنگ ۽ چارجنگ ڪرنٽ وڏو هوندو آهي، ته اليڪٽرروڊ تي آئن ڪنسنٽريشن وڌي ٿو ۽ پولرائزيشن تيز ٿي وڃي ٿي، ۽ بيٽري ٽرمينل وولٽيج سڌي طرح چارج/توانائي سان لڪير جي تناسب ۾ مطابقت نٿو رکي سگهي. ساڳئي وقت، تيز ڪرنٽ چارجنگ، اندروني مزاحمت جو اضافو تيزيءَ سان جول حرارتي اثر (Q=I2Rt) کي وڌائيندو، ضمني رد عمل آڻيندو، جهڙوڪ اليڪٽرولائيٽ جي رد عمل جي زوال، گئس جي پيداوار ۽ مسئلن جو هڪ سلسلو، خطري جو عنصر. اوچتو وڌي ٿو، بيٽري جي حفاظت تي اثر پوي ٿو، غير پاور بيٽري جي زندگي تمام گھٽ ٿي ويندي.

01

انوڊ مواد

ليتيم بيٽري جو تيز چارج عمل انوڊ مواد ۾ لي + جي تيز لڏپلاڻ ۽ سرايت آهي. ڪيٿوڊ مواد جي ذري جي سائيز بيٽري جي برقي ڪيميائي عمل ۾ آئنز جي ردعمل جي وقت ۽ ڦهلائڻ واري رستي کي متاثر ڪري سگھي ٿي. مطالعي جي مطابق، ليتيم آئنز جي پکيڙ جي گنجائش مواد جي اناج جي سائيز جي گھٽتائي سان وڌي ٿي. بهرحال، مادي ذرات جي سائيز جي گھٽتائي سان، پلنگ جي پيداوار ۾ ذرڙن جو سنگين مجموعو ٿيندو، جنهن جي نتيجي ۾ اڻ برابري ڦهلائي ٿي. ساڳئي وقت، نانو ذرات اليڪٽرروڊ شيٽ جي ٺهڪندڙ کثافت کي گھٽائي ڇڏيندو، ۽ چارج ۽ خارج ٿيڻ واري پاسي جي رد عمل جي عمل ۾ اليڪٽرولائٽ سان رابطي واري علائقي کي وڌائيندو، بيٽري جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪندي.

وڌيڪ قابل اعتماد طريقو ڪوٽنگ ذريعي مثبت اليڪٽرروڊ مواد کي تبديل ڪرڻ آهي. مثال طور، خود LFP جي conductivity تمام سٺو نه آهي. LFP جي مٿاڇري کي ڪاربان مواد يا ٻين مواد سان گڏ ڪرڻ سان ان جي چالڪيت کي بهتر بڻائي سگهجي ٿو، جيڪا بيٽري جي تيز چارجنگ ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاءِ سازگار آهي.

02

انوڊ مواد

ليٿيم بيٽري جي تيز چارج ٿيڻ جو مطلب آهي ته ليٿيم آئنز تڪڙو ٻاهر نڪري سگهن ٿا ۽ منفي اليڪٽروڊ ڏانهن ”ترڻ“ ڪري سگهن ٿا، جنهن لاءِ ڪيٿوڊ مواد جي ضرورت هوندي آهي ته ليٿيم کي تيزيءَ سان شامل ڪرڻ جي صلاحيت هجي. ليتيم بيٽري جي تيز چارج لاءِ استعمال ٿيندڙ انوڊ مواد ۾ ڪاربان مواد، ليتيم ٽائيٽيٽ ۽ ڪجھ ٻيا نوان مواد شامل آهن.

ڪاربان مواد لاءِ، ليتيم آئنز ترجيحي طور تي روايتي چارجنگ جي حالت ۾ گريفائٽ ۾ شامل ڪيا ويا آهن ڇاڪاڻ ته ليتيم ايمبيڊنگ جي صلاحيت ليتيم ورهاڱي جي برابر آهي. جڏهن ته، تيز چارج يا گهٽ درجه حرارت جي حالت ۾، ليتيم آئنز سطح تي تيز ٿي سگهن ٿا ۽ ڊينڊريٽ ليٿيم ٺاهي سگهن ٿا. جڏهن dendrite ليتيم پنڪچر SEI، Li + ثانوي نقصان جو سبب بڻيو ويو ۽ بيٽري جي گنجائش گھٽجي وئي. جڏهن ليٿيم ڌاتو هڪ خاص سطح تي پهچي ٿو، اهو منفي اليڪٽرروڊ کان ڊافرام تائين وڌندو، بيٽري جي شارٽ سرڪٽ جو خطرو پيدا ڪري ٿو.

جيئن ته LTO لاءِ، ان جو تعلق ”صفر اسٽرين“ آڪسيجن تي مشتمل اينوڊ مواد سان آهي، جيڪو بيٽري جي آپريشن دوران SEI پيدا نٿو ڪري، ۽ ليتيم آئن سان مضبوط پابند صلاحيت رکي ٿو، جيڪا تيز چارج ۽ ڇڏڻ جي ضرورتن کي پورو ڪري سگهي ٿي. ساڳئي وقت، ڇاڪاڻ ته SEI ٺاهي نه ٿو سگهجي، انوڊ مواد سڌو سنئون اليڪٽرولائٽ سان رابطو ڪندو، جيڪو ضمني ردعمل جي واقعن کي وڌايو. LTO جي بيٽري گيس جي پيداوار جو مسئلو حل نه ٿو ڪري سگھجي، ۽ صرف سطح جي ترميم جي ذريعي گھٽائي سگھجي ٿو.

03

اليڪٽرروڊ مائع

جيئن مٿي ذڪر ڪيو ويو آهي، تيز چارج جي عمل ۾، ليتيم آئن لڏپلاڻ جي شرح ۽ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح جي غير مطابقت جي ڪري، بيٽري کي وڏي پولرائزيشن هوندي. تنهن ڪري بيٽري جي پولارائيزيشن جي ڪري پيدا ٿيندڙ ناڪاري رد عمل کي گهٽائڻ لاءِ، اليڪٽرولائيٽ کي ترقي ڪرڻ لاءِ هيٺين ٽن نقطن جي ضرورت آهي: 1، اعليٰ جدا جدا اليڪٽرولائٽ لوڻ؛ 2، محلول جامع – گھٽ viscosity؛ 3، انٽرفيس ڪنٽرول – هيٺين جھلي impedance.

04

پيداوار ٽيڪنالاجي ۽ تيز ڀرڻ جي وچ ۾ تعلق

ان کان اڳ، تيز ڀرڻ جي ضرورتن ۽ اثرات ٽن اهم مواد مان تجزيو ڪيو ويو، جهڙوڪ مثبت ۽ منفي اليڪٽرروڊ مواد ۽ اليڪٽرروڊ مائع. هيٺ ڏنل پروسيس ڊيزائن آهي جنهن جو نسبتا وڏو اثر آهي. بيٽري جي پيداوار جا ٽيڪنيڪل پيٽرول بيٽري جي چالو ٿيڻ کان اڳ ۽ بعد ۾ بيٽري جي هر حصي ۾ ليتيم آئنز جي لڏپلاڻ واري مزاحمت کي سڌو سنئون متاثر ڪن ٿا، تنهنڪري بيٽري جي تياري جي ٽيڪنالاجي پيٽرولن جو ليتيم آئن بيٽري جي ڪارڪردگي تي اهم اثر آهي.

(1) ٻڪري

slurry جي ملڪيت لاء، هڪ طرف، اهو ضروري آهي ته conductive ايجنٽ کي برابر طور تي منتشر رکيو وڃي. ڇاڪاڻ ته conductive ايجنٽ فعال مادي جي ذرات جي وچ ۾ هڪجهڙائي سان ورهايل آهي، هڪ وڌيڪ يونيفارم conductive نيٽ ورڪ فعال مادي ۽ فعال مادو ۽ ڪليڪٽر سيال جي وچ ۾ ٺاهي سگهجي ٿو، جيڪو مائڪرو ڪرنٽ گڏ ڪرڻ جو ڪم آهي، رابطي جي مزاحمت کي گهٽائڻ، ۽ اليڪٽران جي حرڪت جي شرح کي بهتر بڻائي سگھي ٿو. ٻئي طرف conductive ايجنٽ جي اوور-تخريب کي روڪڻ لاء آهي. چارجنگ ۽ ڊسچارج جي عمل ۾، انوڊ ۽ ڪيٿوڊ مواد جي ڪرسٽل ڍانچي تبديل ٿي ويندي، جيڪا شايد conductive ايجنٽ کي ختم ڪري، بيٽري جي اندروني مزاحمت کي وڌائي، ۽ ڪارڪردگي کي متاثر ڪري.

(2) انتهائي جزوي کثافت

نظريي ۾، ملائيندڙ بيٽرين ۽ اعلي ظرفيت واري بيٽرين ۾ مطابقت ناهي. جڏهن مثبت ۽ منفي اليڪٽرروڊس جي پولرائزيشن کثافت گهٽ آهي، ليتيم آئنز جي ڦهلائي رفتار وڌائي سگهجي ٿي، ۽ آئن ۽ اليڪٽران لڏپلاڻ جي مزاحمت کي گهٽائي سگهجي ٿو. مٿاڇري جي کثافت جيتري گھٽ هوندي، اليڪٽروڊ اوترو پتلو هوندو آهي، ۽ انچارج ۽ خارج ٿيڻ ۾ ليٿيم آئنز جي مسلسل داخل ٿيڻ ۽ ڇڏڻ سبب اليڪٽرروڊ جي ڍانچي جي تبديلي به ننڍي هوندي آهي. بهرحال، جيڪڏهن سطح جي کثافت تمام گهٽ آهي، بيٽري جي توانائي جي کثافت گهٽجي ويندي ۽ قيمت وڌندي. تنهن ڪري، سطح جي کثافت کي جامع طور تي غور ڪيو وڃي. هيٺ ڏنل شڪل 6C تي چارج ڪرڻ ۽ 1C تي خارج ٿيڻ واري ليتيم ڪوبليٽ بيٽري جو هڪ مثال آهي.

تصوير

(3) پولر ٽڪرو ڪوٽنگ مستقل مزاجي

ان کان اڳ، هڪ دوست پڇيو، ڇا بيٽري تي انتهائي جزوي کثافت جي تضاد جو اثر پوندو؟ هتي رستي جي ذريعي، تيز رفتار چارج جي ڪارڪردگي لاء، مکيه انوڊ پليٽ جي استحڪام آهي. جيڪڏهن ناڪاري سطح جي کثافت هڪجهڙائي نه آهي، جيئري مواد جي اندروني پورائيزيشن رولنگ کان پوء تمام گهڻو مختلف ٿيندو. porosity جو فرق اندروني موجوده ورڇ جي فرق کي ڏسندو، جيڪو بيٽري جي ٺهڻ واري مرحلي ۾ SEI جي ٺهڻ ۽ ڪارڪردگي کي متاثر ڪندو، ۽ آخرڪار بيٽري جي تيز چارج ڪارڪردگي کي متاثر ڪندو.

(4) قطب شيٽ جي ٺهڪندڙ کثافت

پولس کي ٺهڪائڻ جي ضرورت ڇو آهي؟ هڪ بيٽري جي مخصوص توانائي کي بهتر ڪرڻ آهي، ٻيو آهي بيٽري جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ. اليڪٽرروڊ مواد سان گڏ وڌ کان وڌ ٺهڪندڙ کثافت مختلف آهي. ٺهڪندڙ کثافت جي واڌ سان، اليڪٽرروڊ شيٽ جي پورسيٽي ننڍي هوندي، ذرڙن جي وچ ۾ ڪنيڪشن اوترو ويجهو هوندو، ۽ ساڳئي سطح جي کثافت هيٺ اليڪٽرروڊ شيٽ جي ٿلهي هوندي، تنهنڪري ليتيم آئنز جي لڏپلاڻ جو رستو گهٽجي سگهي ٿو. جڏهن ٺهڪندڙ کثافت تمام وڏي آهي، اليڪٽرولائٽ جي ڦهلائڻ جو اثر سٺو نه آهي، جيڪو مادي ساخت ۽ conductive ايجنٽ جي ورڇ کي تباهه ڪري سگهي ٿو، ۽ بعد ۾ وائنڊنگ جو مسئلو ٿيندو. اهڙي طرح، ليتيم ڪوبليٽ بيٽري 6C تي چارج ڪئي وئي آهي ۽ 1C تي خارج ڪئي وئي آهي، ۽ ڊسچارج جي مخصوص ظرفيت تي ٺهڪندڙ کثافت جو اثر هيٺ ڏنل ڏيکاريل آهي:

تصوير

05

ٺهڻ جي عمر ۽ ٻيا

ڪاربان ناڪاري بيٽري لاءِ، ٺهڻ – عمر وڌڻ ليتيم بيٽري جو اهم عمل آهي، جيڪو SEI جي معيار کي متاثر ڪندو. SEI جي ٿلهي يونيفارم نه آهي يا ساخت غير مستحڪم آهي، جيڪا بيٽري جي تيز چارج جي گنجائش ۽ چڪر واري زندگي کي متاثر ڪندي.

مٿين ڪيترن ئي اهم عنصرن کان علاوه، سيل جي پيداوار، چارج ۽ خارج ٿيڻ واري نظام کي ليتيم بيٽري جي ڪارڪردگي تي وڏو اثر پوندو. سروس جي وقت جي واڌ سان، بيٽري جي چارج جي شرح کي معمولي طور تي گھٽايو وڃي، ٻي صورت ۾ پولرائزيشن خراب ٿي ويندي.

نتيجو

ليتيم بيٽرين جي تيز چارج ۽ ڊسچارج جو جوهر اهو آهي ته ليتيم آئنز انوڊ ۽ ڪيٿوڊ مواد جي وچ ۾ تيزيءَ سان ڊي-ايمبيڊ ٿي سگهن ٿا. مادي ملڪيت، پروسيس ڊيزائن ۽ بيٽرين جي چارج ۽ ڊسچارج سسٽم سڀني کي اعلي موجوده چارج جي ڪارڪردگي تي اثر انداز ڪري ٿو. anode ۽ anode مواد جي ساختي استحڪام تيز رفتار ڊيليٿيم جي عمل لاءِ سازگار آهي بغير ساخت جي تباهي جو سبب بڻجندي، ليٿيم آئنز مواد جي ڦهلاءَ جي شرح ۾ تيز آهي، انهي لاءِ ته اعليٰ موجوده چارجنگ کي منهن ڏيڻ لاءِ. آئن لڏپلاڻ جي رفتار ۽ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح جي وچ ۾ بي ميلاپ جي ڪري، پولرائزيشن چارج ۽ خارج ٿيڻ واري عمل ۾ ٿيندي، تنهنڪري پولرائزيشن کي گھٽ ۾ گھٽ ڪيو وڃي ته ليتيم ڌاتو جي ورهاڱي کي روڪڻ ۽ زندگي کي متاثر ڪرڻ جي صلاحيت کي گھٽائڻ لاء.