குழு நண்பர்களின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப, லித்தியம் பேட்டரி விரைவான சார்ஜிங் பற்றிய புரிதலைப் பற்றி பேசுங்கள்:

படம்

பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் செயல்முறையை விளக்க இந்த வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தவும். அப்சிஸ்ஸா என்பது நேரம் மற்றும் ஆர்டினேட் என்பது மின்னழுத்தம். லித்தியம் பேட்டரியின் ஆரம்ப சார்ஜிங் கட்டத்தில், ஒரு சிறிய மின்னோட்ட ப்ரீ-சார்ஜ் செயல்முறை இருக்கும், அதாவது CC ப்ரீ-சார்ஜ், இது அனோட் மற்றும் கேத்தோடு பொருட்களை உறுதிப்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. அதன் பிறகு, பேட்டரி நிலையானதாக இருந்த பிறகு, அதிக மின்னோட்டத்துடன், அதாவது சிசி ஃபாஸ்ட் சார்ஜ் மூலம் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய முடியும். இறுதியாக, இது நிலையான மின்னழுத்த சார்ஜிங் பயன்முறையில் (CV) நுழைகிறது. லித்தியம் பேட்டரிக்கு, மின்னழுத்தம் 4.2V ஐ அடையும் போது கணினி நிலையான மின்னழுத்த சார்ஜிங் பயன்முறையைத் தொடங்குகிறது, மேலும் மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை விட குறைவாக இருக்கும்போது சார்ஜிங் முடியும் வரை சார்ஜிங் மின்னோட்டம் படிப்படியாக குறைகிறது.

முழு செயல்முறையின் போது, ​​வெவ்வேறு பேட்டரிகளுக்கு வெவ்வேறு நிலையான சார்ஜிங் மின்னோட்டங்கள் உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, 3C தயாரிப்புகளுக்கு, நிலையான சார்ஜிங் மின்னோட்டம் பொதுவாக 0.1C-0.5C ஆகும், அதே சமயம் உயர்-பவர் பவர் பேட்டரிகளுக்கு, நிலையான சார்ஜிங் பொதுவாக 1C ஆகும். குறைந்த சார்ஜிங் மின்னோட்டம் பேட்டரியின் பாதுகாப்பிற்காகவும் கருதப்படுகிறது. எனவே, சாதாரண நேரத்தில் வேகமான சார்ஜ் என்று சொல்லுங்கள், இது நிலையான சார்ஜ் மின்னோட்டத்தை விட பல மடங்கு அதிகமாக பத்து மடங்கு அதிகமாக உள்ளது.

சிலர் லித்தியம் பேட்டரிகளை சார்ஜ் செய்வது பீர் ஊற்றுவது போலவும், வேகமாக பீரை நிரப்புவது போலவும், ஆனால் அதிக நுரையுடன் இருப்பதாகவும் கூறுகிறார்கள். இது மெதுவாக உள்ளது, இது மெதுவாக உள்ளது, ஆனால் இது நிறைய பீர், இது திடமானது. வேகமாக சார்ஜ் செய்வது சார்ஜிங் நேரத்தை மிச்சப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், பேட்டரியையே சேதப்படுத்துகிறது. பேட்டரியில் உள்ள துருவமுனைப்பு நிகழ்வு காரணமாக, அது ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய அதிகபட்ச சார்ஜிங் மின்னோட்டம் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சியின் அதிகரிப்புடன் குறையும். தொடர்ச்சியான சார்ஜிங் மற்றும் சார்ஜிங் மின்னோட்டம் பெரியதாக இருக்கும்போது, ​​மின்முனையில் அயனி செறிவு அதிகரிக்கிறது மற்றும் துருவமுனைப்பு தீவிரமடைகிறது, மேலும் பேட்டரி முனைய மின்னழுத்தம் நேரியல் விகிதத்தில் சார்ஜ்/ஆற்றலுடன் நேரடியாக ஒத்துப்போக முடியாது. அதே நேரத்தில், அதிக மின்னோட்ட சார்ஜிங், உள் எதிர்ப்பின் அதிகரிப்பு தீவிரமான ஜூல் வெப்பமூட்டும் விளைவுக்கு வழிவகுக்கும் (Q=I2Rt), எலக்ட்ரோலைட்டின் எதிர்வினை சிதைவு, வாயு உற்பத்தி மற்றும் தொடர்ச்சியான சிக்கல்கள், ஆபத்து காரணி போன்ற பக்க எதிர்வினைகளைக் கொண்டுவரும். திடீரென்று அதிகரிக்கிறது, பேட்டரி பாதுகாப்பில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது, ஆற்றல் இல்லாத பேட்டரியின் ஆயுள் வெகுவாகக் குறைக்கப்படும்.

01

ஆனோட் பொருள்

லித்தியம் பேட்டரியின் விரைவான சார்ஜிங் செயல்முறையானது, அனோட் பொருளில் Li+ இன் விரைவான இடம்பெயர்வு மற்றும் உட்பொதித்தல் ஆகும். கேத்தோடு பொருளின் துகள் அளவு பேட்டரியின் மின்வேதியியல் செயல்பாட்டில் அயனிகளின் மறுமொழி நேரம் மற்றும் பரவல் பாதையை பாதிக்கலாம். ஆய்வுகளின்படி, லித்தியம் அயனிகளின் பரவல் குணகம் பொருளின் தானிய அளவு குறைவதால் அதிகரிக்கிறது. இருப்பினும், பொருள் துகள் அளவு குறைவதால், கூழ் உற்பத்தியில் துகள்களின் தீவிர ஒருங்கிணைப்பு இருக்கும், இதன் விளைவாக சீரற்ற சிதறல் ஏற்படும். அதே நேரத்தில், நானோ துகள்கள் மின்முனைத் தாளின் சுருக்க அடர்த்தியைக் குறைக்கும், மேலும் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் பக்க எதிர்வினை செயல்பாட்டில் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்பு பகுதியை அதிகரிக்கும், இது பேட்டரியின் செயல்திறனை பாதிக்கும்.

பூச்சு மூலம் நேர்மறை மின்முனைப் பொருளை மாற்றியமைப்பது மிகவும் நம்பகமான முறையாகும். உதாரணமாக, LFP இன் கடத்துத்திறன் மிகவும் நன்றாக இல்லை. கார்பன் பொருள் அல்லது பிற பொருட்களுடன் LFP இன் மேற்பரப்பை பூசுவது அதன் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்தலாம், இது பேட்டரியின் விரைவான சார்ஜிங் செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவுகிறது.

02

அனோட் பொருட்கள்

லித்தியம் பேட்டரியை வேகமாக சார்ஜ் செய்வது என்பது லித்தியம் அயனிகள் விரைவாக வெளியே வந்து எதிர்மறை மின்முனைக்கு “நீந்த” முடியும், இது லித்தியத்தை வேகமாக உட்பொதிக்கும் திறனைக் கொண்ட கேத்தோடு பொருள் தேவைப்படுகிறது. லித்தியம் பேட்டரியை விரைவாக சார்ஜ் செய்ய பயன்படுத்தப்படும் அனோட் பொருட்களில் கார்பன் பொருள், லித்தியம் டைட்டனேட் மற்றும் வேறு சில புதிய பொருட்கள் அடங்கும்.

கார்பன் பொருட்களுக்கு, லித்தியம் அயனிகள் வழக்கமான சார்ஜிங் நிபந்தனையின் கீழ் கிராஃபைட்டில் முன்னுரிமையாக உட்பொதிக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் லித்தியம் உட்பொதிப்பின் சாத்தியம் லித்தியம் மழைப்பொழிவைப் போன்றது. இருப்பினும், வேகமான சார்ஜிங் அல்லது குறைந்த வெப்பநிலையின் கீழ், லித்தியம் அயனிகள் மேற்பரப்பில் படிந்து டென்ட்ரைட் லித்தியத்தை உருவாக்கலாம். டென்ட்ரைட் லித்தியம் SEI ஐ துளைத்தபோது, ​​Li+ இரண்டாம் நிலை இழப்பு ஏற்பட்டது மற்றும் பேட்டரி திறன் குறைக்கப்பட்டது. லித்தியம் உலோகம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவை அடையும் போது, ​​அது எதிர்மறை மின்முனையிலிருந்து உதரவிதானத்திற்கு வளரும், இதனால் பேட்டரி ஷார்ட் சர்க்யூட் ஏற்படும் அபாயம் ஏற்படும்.

எல்டிஓவைப் பொறுத்தவரை, இது “ஜீரோ ஸ்ட்ரெய்ன்” ஆக்சிஜன் கொண்ட அனோட் பொருளுக்கு சொந்தமானது, இது பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது SEI ஐ உருவாக்காது, மேலும் லித்தியம் அயனியுடன் வலுவான பிணைப்பு திறனைக் கொண்டுள்ளது, இது வேகமான சார்ஜ் மற்றும் வெளியீட்டின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும். அதே நேரத்தில், SEI ஐ உருவாக்க முடியாது என்பதால், அனோட் பொருள் நேரடியாக எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்பு கொள்ளும், இது பக்க எதிர்வினைகளின் நிகழ்வை ஊக்குவிக்கிறது. LTO பேட்டரி எரிவாயு உற்பத்தியின் சிக்கலைத் தீர்க்க முடியாது, மேலும் மேற்பரப்பு மாற்றத்தால் மட்டுமே தீர்க்க முடியும்.

03

மின்முனை திரவம்

மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, வேகமாக சார்ஜ் செய்யும் செயல்பாட்டில், லித்தியம் அயன் இடம்பெயர்வு விகிதம் மற்றும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற வீதத்தின் சீரற்ற தன்மை காரணமாக, பேட்டரி பெரிய துருவமுனைப்பைக் கொண்டிருக்கும். எனவே பேட்டரி துருவமுனைப்பினால் ஏற்படும் எதிர்மறை எதிர்வினையைக் குறைக்க, எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்க பின்வரும் மூன்று புள்ளிகள் தேவைப்படுகின்றன: 1, உயர் விலகல் எலக்ட்ரோலைட் உப்பு; 2, கரைப்பான் கலவை – குறைந்த பாகுத்தன்மை; 3, இடைமுகக் கட்டுப்பாடு – குறைந்த சவ்வு மின்மறுப்பு.

04

உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்திற்கும் வேகமாக நிரப்புவதற்கும் இடையிலான உறவு

இதற்கு முன், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனை பொருட்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோடு திரவம் போன்ற மூன்று முக்கிய பொருட்களிலிருந்து வேகமாக நிரப்புதலின் தேவைகள் மற்றும் தாக்கங்கள் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. பின்வருபவை ஒப்பீட்டளவில் பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் செயல்முறை வடிவமைப்பு ஆகும். பேட்டரி உற்பத்தியின் தொழில்நுட்ப அளவுருக்கள் பேட்டரி செயல்படுத்துவதற்கு முன்னும் பின்னும் பேட்டரியின் ஒவ்வொரு பகுதியிலும் லித்தியம் அயனிகளின் இடம்பெயர்வு எதிர்ப்பை நேரடியாக பாதிக்கிறது, எனவே பேட்டரி தயாரிப்பின் தொழில்நுட்ப அளவுருக்கள் லித்தியம் அயன் பேட்டரியின் செயல்திறனில் முக்கிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

(1) குழம்பு

குழம்புகளின் பண்புகளுக்கு, ஒருபுறம், கடத்தும் முகவரை சமமாக சிதறடிப்பது அவசியம். கடத்தும் முகவர் செயலில் உள்ள பொருளின் துகள்களுக்கு இடையில் சமமாக விநியோகிக்கப்படுவதால், செயலில் உள்ள பொருள் மற்றும் செயலில் உள்ள பொருள் மற்றும் சேகரிப்பான் திரவம் ஆகியவற்றுக்கு இடையே மிகவும் சீரான கடத்தும் நெட்வொர்க் உருவாகலாம், இது மைக்ரோ மின்னோட்டத்தை சேகரிக்கும் செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது, தொடர்பு எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது, மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் இயக்க விகிதத்தை மேம்படுத்த முடியும். மறுபுறம், கடத்தும் முகவர் அதிகமாக சிதறுவதைத் தடுப்பதாகும். சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் செயல்பாட்டில், அனோட் மற்றும் கேத்தோடு பொருட்களின் படிக அமைப்பு மாறும், இது கடத்தும் முகவர் உரிக்கப்படுவதற்கும், பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பை அதிகரிப்பதற்கும், செயல்திறனை பாதிக்கும்.

(2) மிகவும் பகுதி அடர்த்தி

கோட்பாட்டில், பெருக்கி பேட்டரிகள் மற்றும் அதிக திறன் கொண்ட பேட்டரிகள் பொருந்தாது. நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளின் துருவமுனைப்பு அடர்த்தி குறைவாக இருக்கும்போது, ​​லித்தியம் அயனிகளின் பரவல் வேகத்தை அதிகரிக்கலாம், மேலும் அயனி மற்றும் எலக்ட்ரான் இடம்பெயர்வு எதிர்ப்பைக் குறைக்கலாம். மேற்பரப்பு அடர்த்தி குறைவாக இருந்தால், மின்முனையானது மெல்லியதாக இருக்கும், மேலும் லித்தியம் அயனிகளை சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்றத்தின் தொடர்ச்சியான செருகல் மற்றும் வெளியீட்டால் ஏற்படும் மின்முனை கட்டமைப்பின் மாற்றமும் சிறியதாக இருக்கும். இருப்பினும், மேற்பரப்பு அடர்த்தி மிகவும் குறைவாக இருந்தால், பேட்டரியின் ஆற்றல் அடர்த்தி குறைந்து, செலவு அதிகரிக்கும். எனவே, மேற்பரப்பு அடர்த்தியை விரிவாகக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். லித்தியம் கோபாலேட் பேட்டரி 6C இல் சார்ஜ் மற்றும் 1C இல் டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படுவதற்கு பின்வரும் படம் ஒரு எடுத்துக்காட்டு.

படம்

(3) துருவ துண்டு பூச்சு நிலைத்தன்மை

முன்பு, ஒரு நண்பர் கேட்டார், மிகவும் பகுதி அடர்த்தி சீரற்ற தன்மை பேட்டரியில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துமா? இங்கே, வேகமான சார்ஜிங் செயல்திறனுக்காக, முக்கியமானது அனோட் தட்டின் நிலைத்தன்மை. எதிர்மறையான மேற்பரப்பு அடர்த்தி ஒரே மாதிரியாக இல்லாவிட்டால், உருட்டலுக்குப் பிறகு வாழும் பொருளின் உள் போரோசிட்டி பெரிதும் மாறுபடும். போரோசிட்டியின் வேறுபாடு உள் மின்னோட்ட விநியோகத்தின் வேறுபாட்டிற்கு வழிவகுக்கும், இது பேட்டரி உருவாகும் கட்டத்தில் SEI இன் உருவாக்கம் மற்றும் செயல்திறனை பாதிக்கும், மேலும் இறுதியில் பேட்டரியின் வேகமான சார்ஜிங் செயல்திறனை பாதிக்கும்.

(4) துருவத் தாளின் சுருக்க அடர்த்தி

துருவங்களை ஏன் சுருக்க வேண்டும்? ஒன்று பேட்டரியின் குறிப்பிட்ட ஆற்றலை மேம்படுத்துவது, மற்றொன்று பேட்டரியின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவது. மின்முனைப் பொருளைப் பொறுத்து உகந்த சுருக்க அடர்த்தி மாறுபடும். சுருக்க அடர்த்தியின் அதிகரிப்புடன், மின்முனைத் தாளின் சிறிய போரோசிட்டி, துகள்களுக்கு இடையேயான தொடர்பை நெருங்கி, அதே மேற்பரப்பு அடர்த்தியின் கீழ் மின்முனைத் தாளின் தடிமன் சிறியதாக இருப்பதால், லித்தியம் அயனிகளின் இடம்பெயர்வுப் பாதையைக் குறைக்கலாம். சுருக்க அடர்த்தி மிக அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​எலக்ட்ரோலைட்டின் ஊடுருவல் விளைவு நன்றாக இல்லை, இது பொருள் அமைப்பு மற்றும் கடத்தும் முகவரின் விநியோகத்தை அழிக்கக்கூடும், மேலும் பின்னர் முறுக்கு சிக்கல் ஏற்படும். இதேபோல், லித்தியம் கோபாலேட் பேட்டரி 6C இல் சார்ஜ் செய்யப்பட்டு 1C இல் டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, மேலும் வெளியேற்ற குறிப்பிட்ட திறனில் சுருக்க அடர்த்தியின் தாக்கம் பின்வருமாறு காட்டப்படுகிறது:

படம்

05

உருவாக்கம் வயதான மற்றும் பிற

கார்பன் எதிர்மறை பேட்டரிக்கு, உருவாக்கம் – முதுமை என்பது லித்தியம் பேட்டரியின் முக்கிய செயல்முறையாகும், இது SEI இன் தரத்தை பாதிக்கும். SEI இன் தடிமன் சீராக இல்லை அல்லது கட்டமைப்பு நிலையற்றதாக உள்ளது, இது பேட்டரியின் விரைவான சார்ஜிங் திறன் மற்றும் சுழற்சி ஆயுளை பாதிக்கும்.

மேலே உள்ள பல முக்கிய காரணிகளுக்கு கூடுதலாக, செல், சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் சிஸ்டத்தின் உற்பத்தி லித்தியம் பேட்டரியின் செயல்திறனில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். சேவை நேரத்தை நீட்டிப்பதன் மூலம், பேட்டரி சார்ஜிங் விகிதம் மிதமாக குறைக்கப்பட வேண்டும், இல்லையெனில் துருவமுனைப்பு மோசமாகிவிடும்.

தீர்மானம்

லித்தியம் பேட்டரிகளை வேகமாக சார்ஜ் செய்வது மற்றும் வெளியேற்றுவதன் சாராம்சம் என்னவென்றால், லித்தியம் அயனிகளை அனோட் மற்றும் கேத்தோடு பொருட்களுக்கு இடையே விரைவாக உட்பொதிக்க முடியும். பொருள் பண்புகள், செயல்முறை வடிவமைப்பு மற்றும் பேட்டரிகளின் சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் அமைப்பு ஆகியவை உயர் மின்னோட்ட சார்ஜிங்கின் செயல்திறனை பாதிக்கின்றன. அனோட் மற்றும் அனோட் பொருட்களின் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மை, கட்டமைப்பு சரிவை ஏற்படுத்தாமல் விரைவான டெலித்தியம் செயல்முறைக்கு உகந்தது, அதிக மின்னோட்ட சார்ஜிங்கைத் தாங்கும் வகையில், பொருள் பரவல் விகிதத்தில் லித்தியம் அயனிகள் வேகமாக இருக்கும். அயன் இடம்பெயர்வு வேகம் மற்றும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற வீதத்திற்கு இடையே உள்ள பொருத்தமின்மை காரணமாக, சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் செயல்பாட்டில் துருவமுனைப்பு ஏற்படும், எனவே லித்தியம் உலோகத்தின் மழைப்பொழிவைத் தடுக்கவும் மற்றும் வாழ்க்கையை பாதிக்கும் திறனைக் குறைக்கவும் துருவமுனைப்பு குறைக்கப்பட வேண்டும்.