Numutkeun sarat babaturan grup, ngobrol ngeunaan pamahaman batré litium ngecas gancang:

Gambarna

Paké diagram ieu pikeun ngagambarkeun prosés ngecas batré. Abscissa mangrupikeun waktos sareng ordinat mangrupikeun tegangan. Dina tahap ngecas awal batré litium, bakal aya prosés pre-charge ayeuna leutik, nyaéta CC pre-charge, anu boga tujuan pikeun nyaimbangkeun anoda jeung bahan katoda. Saatos éta, batréna tiasa disaluyukeun kana Charge sareng arus anu luhur, nyaéta CC Fast Charge, saatos batréna stabil. Tungtungna, éta asup kana mode ngecas tegangan konstan (CV). Pikeun batré litium, sistem ngamimitian mode ngecas tegangan konstan nalika tegangan ngahontal 4.2V, sareng arus ngecas laun-laun turun dugi ka ngecasna réngsé nalika teganganna langkung handap tina nilai anu tangtu.

Salila sakabéh prosés, aya béda standar ngecas arus pikeun accu béda. Contona, pikeun produk 3C, arus ngecas standar umumna 0.1C-0.5C, sedengkeun pikeun batré kakuatan tinggi, ngecas standar umumna 1C. Arus ngecas low ogé dianggap pikeun kaamanan batré. Janten, sebutkeun dina waktos biasa ngecas gancang, nya éta nunjuk ka sababaraha kali langkung luhur tibatan arus muatan standar dugi ka puluhan kali.

Sababaraha urang nyarios yén ngecas batré litium sapertos tuang bir, gancang sareng ngeusian bir gancang, tapi kalayan seueur busa. Lalaunan, lalaunan, tapi seueur bir, padet. Ngecas gancang teu ngan ngahemat waktos ngecas, tapi ogé ngaruksak batréna sorangan. Kusabab fenomena polarisasi dina batré, arus ngecas maksimum anu tiasa ditampi bakal turun kalayan ningkatna siklus muatan sareng ngaleupaskeun. Nalika ngecas kontinyu jeung arus ngecas badag, konsentrasi ion dina éléktroda naek jeung polarisasi nu intensifies, sarta tegangan terminal batré teu bisa langsung pakait jeung muatan / énergi dina proporsi linier. Dina waktu nu sarua, ngecas arus tinggi, kanaékan lalawanan internal bakal ngakibatkeun inténsif pangaruh pemanasan Joule (Q = I2Rt), bringing réaksi samping, kayaning dékomposisi réaksi éléktrolit, produksi gas sarta runtuyan masalah, faktor résiko. naek ujug-ujug, boga dampak dina kaamanan batré, hirup batré non-daya bakal greatly disingget.

01

Bahan anoda

Prosés ngecas gancang tina batré litium nyaéta migrasi gancang sarta embedding of Li + dina bahan anoda. Ukuran partikel tina bahan katoda tiasa mangaruhan waktos réspon sareng jalur difusi ion dina prosés éléktrokimia batré. Numutkeun kana panilitian, koefisien difusi ion litium ningkat ku panurunan ukuran butir bahan. Tapi, ku panurunan ukuran partikel bahan, bakal aya aglomerasi serius partikel dina produksi pulping, hasilna dispersi henteu rata. Dina waktu nu sarua, nanopartikel bakal ngurangan dénsitas compaction tina lambar éléktroda, sarta ngaronjatkeun aréa kontak jeung éléktrolit dina prosés muatan jeung ngurangan réaksi samping, mangaruhan kinerja batréna.

Metodeu anu langkung dipercaya nyaéta ngarobih bahan éléktroda positip ku palapis. Salaku conto, konduktivitas LFP sorangan henteu saé pisan. Palapis permukaan LFP sareng bahan karbon atanapi bahan sanésna tiasa ningkatkeun konduktivitasna, anu kondusif pikeun ningkatkeun kamampuan ngecas gancang batré.

02

Bahan anoda

Ngecas gancang tina batré litium hartina ion litium bisa gancang kaluar sarta “ngojay” ka éléktroda négatip, nu merlukeun bahan katoda boga kamampuhan gancang embedding litium. Bahan anoda anu dianggo pikeun ngecas gancang batré litium kalebet bahan karbon, litium titanate sareng sababaraha bahan énggal anu sanés.

Pikeun bahan karbon, ion litium sacara preferensial diasupkeun kana grafit dina kaayaan ngecas konvensional sabab poténsi embedding litium sarua jeung présipitasi litium. Sanajan kitu, dina kaayaan ngecas gancang atawa suhu low, ion litium bisa endapanana dina beungeut cai sarta ngabentuk dendrite litium. Nalika dendrite litium punctured SEI, Li + leungitna sekundér disababkeun sarta kapasitas batré ieu ngurangan. Nalika logam litium ngahontal tingkat nu tangtu, éta bakal tumuwuh tina éléktroda négatip ka diafragma, ngabalukarkeun résiko tina sirkuit pondok batré.

Sedengkeun pikeun LTO, éta milik “enol galur” oksigén-ngandung bahan anoda, nu teu ngahasilkeun SEI salila operasi batré, sarta mibanda kamampuhan mengikat kuat kalawan ion litium, nu bisa minuhan sarat tina muatan gancang sarta ngaleupaskeun. Dina waktu nu sarua, sabab SEI teu bisa ngawujud, bahan anoda bakal langsung kontak jeung éléktrolit, nu promotes lumangsungna réaksi samping. Masalah generasi gas batré LTO teu bisa direngsekeun, sarta ngan bisa alleviated ku modifikasi permukaan.

03

Cairan éléktroda

Sakumaha didadarkeun di luhur, dina prosés ngecas gancang, alatan inconsistency laju migrasi ion litium jeung laju mindahkeun éléktron, batréna bakal boga polarisasi badag. Ku kituna dina raraga ngaleutikan réaksi négatip disababkeun ku polarisasi batré, tilu titik di handap ieu diperlukeun pikeun ngembangkeun éléktrolit: 1, uyah éléktrolit disosiasi tinggi; 2, komposit pangleyur – viskositas handap; 3, kontrol panganteur – impedansi mémbran handap.

04

Hubungan antara téknologi produksi sareng ngeusian gancang

Sateuacanna, syarat sareng pangaruh ngeusian gancang dianalisis tina tilu bahan konci, sapertos bahan éléktroda positip sareng négatip sareng cair éléktroda. Di handap ieu mangrupakeun rarancang prosés nu boga dampak kawilang badag. Parameter téknologi produksi batré langsung mangaruhan résistansi migrasi ion litium dina unggal bagian batré sateuacan sareng saatos aktivasina batré, janten parameter téknologi persiapan batré gaduh pangaruh anu penting dina kinerja batré ion litium.

(1) lumpur

Pikeun sipat slurry, di hiji sisi, perlu ngajaga agén conductive merata dispersed. Kusabab agén conductive disebarkeun merata diantara partikel zat aktif, jaringan conductive leuwih seragam bisa kabentuk antara zat aktif jeung zat aktif jeung cairan collector, nu boga fungsi ngumpulkeun arus mikro, ngurangan résistansi kontak. sarta bisa ngaronjatkeun laju gerak éléktron. Di sisi séjén nyaéta pikeun nyegah over-dispersi agén conductive. Dina prosés ngecas na discharging, struktur kristal anoda jeung bahan katoda bakal robah, nu bisa ngabalukarkeun peeling off agén conductive, ngaronjatkeun daya tahan internal batré, sarta mangaruhan kinerja.

(2) Kapadetan parsial pisan

Sacara tiori, batré multiplier sareng batré kapasitas luhur teu cocog. Nalika dénsitas polarisasi éléktroda positip sareng négatip rendah, laju difusi ion litium tiasa ningkat, sareng résistansi migrasi ion sareng éléktron tiasa dikirangan. Nu handap dénsitas beungeut téh, nu thinner éléktroda téh, jeung parobahan struktur éléktroda disababkeun ku sisipan kontinyu jeung sékrési ion litium dina muatan jeung ngurangan oge leuwih leutik. Sanajan kitu, lamun dénsitas permukaan teuing low, dénsitas énergi batré bakal ngurangan tur biaya naek. Ku alatan éta, dénsitas permukaan kedah dipertimbangkeun sacara komprehensif. Gambar di handap ieu conto batré litium kobalt ngecas dina 6C jeung discharging dina 1C.

Gambarna

(3) polar sapotong palapis konsistensi

Sateuacanna, babaturan naroskeun, naha inconsistency dénsitas parsial pisan bakal mangaruhan batré? Ku jalan kitu, pikeun pagelaran ngecas gancang, anu utama nyaéta konsistensi piring anoda. Lamun dénsitas permukaan négatip teu seragam, anu porosity internal tina bahan hirup bakal greatly rupa-rupa sanggeus rolling. Beda porosity bakal ngakibatkeun bédana sebaran arus internal, anu bakal mangaruhan formasi jeung kinerja SEI dina tahap formasi batré, sarta pamustunganana mangaruhan kinerja gancang ngecas batré.

(4) Compaction dénsitas lambar kutub

Naha kutub kedah dipadatkan? Salah sahijina nyaéta pikeun ningkatkeun énergi spésifik batré, anu sanésna nyaéta pikeun ningkatkeun kamampuan batré. Kapadetan compaction optimum beda-beda jeung bahan éléktroda. Jeung kanaékan dénsitas compaction, nu leutik porosity lambar éléktroda, nu ngadeukeutan sambungan antara partikel, jeung leutik ketebalan lambar éléktroda dina dénsitas permukaan sarua, jadi jalur migrasi ion Litium bisa ngurangan. Nalika dénsitas compaction ageung teuing, pangaruh resapan éléktrolit henteu saé, anu tiasa ngancurkeun struktur bahan sareng distribusi agén konduktif, sareng masalah pungkal engké bakal kajantenan. Nya kitu, batré litium kobalt dieusi dina 6C sarta discharged dina 1C, sarta pangaruh dénsitas compaction on ngurangan kapasitas husus ditémbongkeun saperti kieu:

Gambarna

05

Formasi sepuh jeung sajabana

Pikeun batré négatip karbon, formasi – sepuh nyaéta prosés konci batré litium, anu bakal mangaruhan kualitas SEI. Ketebalan SEI henteu seragam atanapi strukturna teu stabil, anu bakal mangaruhan kapasitas ngecas gancang sareng umur siklus batré.

Salian sababaraha faktor penting di luhur, produksi sél, muatan jeung sistem ngurangan bakal boga dampak hébat kana kinerja batré litium. Kalayan perpanjangan waktos jasa, laju ngecas batré kedah dikirangan sedeng, upami henteu polarisasi bakal parah.

kacindekan

Hakekat ngecas gancang sareng nyéépkeun batré litium nyaéta ion litium tiasa gancang di-de-embed antara bahan anoda sareng katoda. Sipat bahan, desain prosés sareng sistem ngecas sareng ngecas batré sadayana mangaruhan kinerja ngecas arus tinggi. Stabilitas struktural bahan anoda sareng anoda kondusif pikeun prosés delitium gancang tanpa ngabalukarkeun runtuhna struktural, ion litium dina laju difusi bahan langkung gancang, supados tiasa tahan ngecas arus tinggi. Alatan mismatch antara speed migrasi ion jeung laju mindahkeun éléktron, polarisasi bakal lumangsung dina ngecas na discharging prosés, jadi polarisasi kudu minimal pikeun nyegah présipitasi logam litium jeung ngurangan kapasitas mangaruhan kahirupan.