Maarifa ya kiufundi ya Matengenezo ya Betri ya Lithiamu

 

Je, matengenezo yetu ya betri ya Lithium ni sahihi? Tatizo hili limewakumba watumiaji wengi waaminifu wa simu za mkononi, nikiwemo mimi. Baada ya kushauriana na habari fulani, nilipata fursa ya kushauriana na mwanafunzi wa PhD katika kemia ya umeme, ambaye pia ni naibu mkurugenzi wa taasisi maarufu ya utafiti wa betri nchini China. Sasa andika maarifa na uzoefu unaofaa kushiriki na wasomaji wako.

“Elektrodi chanya ya betri ya lithiamu kawaida hutengenezwa na kiwanja hai cha lithiamu, wakati elektrodi hasi ni kaboni iliyo na muundo maalum wa Masi.” Sehemu muhimu ya habari chanya inayotumiwa sana ni LiCoO2. Wakati wa mchakato wa kuchaji, uwezo wa umeme kwenye nguzo ya betri hulazimisha kiwanja katika elektrodi chanya kutoa ioni za lithiamu na kuziingiza kwenye kaboni, wakati molekuli hasi za elektrodi hupangwa kwa mtiririko wa lamina. Ioni za lithiamu hutenganishwa na muundo wa safu ya kaboni wakati wa kutokwa na hujumuishwa na kiwanja cha anode. Harakati ya ioni za lithiamu huzalisha sasa ya umeme.

Kanuni ya mmenyuko wa kemikali ni rahisi sana, lakini katika uzalishaji halisi wa viwanda, kuna masuala zaidi ya vitendo ya kuzingatia: viongeza vyema vya electrode vinahitaji kudumishwa mara kwa mara kwa shughuli, na elektroni hasi zinahitaji kuundwa kwa kiwango cha Masi ili kubeba lithiamu zaidi. ioni; kujaza Electrolyte kati ya anode na catholyte, pamoja na kuwa imara, lakini pia ina conductivity bora, kupunguza upinzani wa ndani wa betri.

Ingawa betri za lithiamu mara chache huwa na athari ya kumbukumbu ya betri za nickel-cadmium, hazina. Hata hivyo, kutokana na sababu mbalimbali, betri za lithiamu zitaendelea kupoteza uwezo baada ya kuchaji mara kwa mara. Ni muhimu kurekebisha data ya anode na cathode yenyewe. Katika ngazi ya Masi, muundo wa cavity ya electrodes chanya na hasi yenye ions lithiamu itaanguka hatua kwa hatua na kuzuia. Kemikali, ni passivation hai ya vifaa vyema na hasi, vinavyoonyesha kuwepo kwa misombo mingine imara katika athari za upande. Pia kuna baadhi ya hali za kimaumbile, kama vile upotevu wa taratibu wa data ya anode, ambayo hatimaye itapunguza idadi ya ioni za lithiamu ambazo zinaweza kutembea kwa uhuru wakati wa kuchaji na kutokwa kwa betri.

Kuzidisha na kutokwa, elektrodi kwenye betri ya lithiamu hufanya uharibifu wa kudumu. Inaweza kueleweka kwa angavu kutoka kwa kiwango cha molekuli kwamba utoaji wa kaboni ya anode itasababisha kutolewa kwa ioni za lithiamu na muundo wao wa tabaka katika vuli, na malipo ya ziada yatapunguza ioni za lithiamu ndani yake. Muundo wa kaboni ya cathode huzuia ioni za lithiamu kutoka kutolewa. Ndiyo maana betri za lithiamu mara nyingi huwa na nyaya za kudhibiti malipo na kutokwa.

Joto lisilofaa litasababisha athari nyingine za kemikali katika betri ya lithiamu, na misombo isiyo ya lazima inaonekana. Kwa hiyo, betri nyingi za lithiamu zina vifaa vya kudhibiti joto la diaphragms au viongeza vya electrolyte kwenye electrodes nzuri na hasi. Wakati betri inapokanzwa kwa kiwango fulani, shimo la membrane ya composite imefungwa au electrolyte ni denatured, upinzani wa ndani wa betri huongezeka hadi mzunguko utakapokatika, na betri haipati tena joto, kuhakikisha joto la kawaida la malipo ya betri.

Je, kuchaji kwa kina na kutokwa kunaweza kuongeza uwezo halisi wa betri za lithiamu? Wataalam waliniambia wazi kwamba hii haina maana. Hata walisema kwamba kulingana na ujuzi wa madaktari wawili, kinachojulikana kuwa uanzishaji wa dozi kamili ya dozi tatu za kwanza hauna maana. Lakini kwa nini watu wengi huingia kwenye habari ya betri ili kuonyesha kwamba uwezo utabadilika katika siku zijazo? Jambo hili litatajwa baadaye.

Betri za lithiamu kwa ujumla zina vichipu vya kuchaji na vidhibiti vya kuchaji. Katika mchakato huo, chip ina mfululizo wa madaftari, uwezo, joto, ID, hali ya malipo, muda wa kutokwa na maadili mengine. Maadili haya polepole hubadilika na matumizi. Binafsi nadhani kuwa athari muhimu ya kutumia kwa karibu mwezi inapaswa kuwa malipo kamili na kutokwa. Mara tu mwongozo wa maagizo unapaswa kusahihisha thamani isiyofaa ya rejista hizi, udhibiti wa kuchaji na uwezo wa kawaida wa betri unapaswa kuendana na hali halisi ya betri.