லித்தியம் அயன் பேட்டரி பண்புகள்

லித்தியம் இரசாயன கால அட்டவணையில் மிகச்சிறிய மற்றும் மிகவும் செயலில் உள்ள உலோகமாகும். அதன் சிறிய அளவு மற்றும் அதிக திறன் அடர்த்தி காரணமாக, இது நுகர்வோர் மற்றும் பொறியாளர்களால் பரவலாக வரவேற்கப்படுகிறது. இருப்பினும், இரசாயன பண்புகள் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக உள்ளன, இது மிக அதிக அபாயங்களைக் கொண்டுவருகிறது. லித்தியம் உலோகம் காற்றில் வெளிப்படும் போது, ​​அது ஆக்ஸிஜனுடன் கடுமையாக வினைபுரிந்து வெடிக்கும். பாதுகாப்பு மற்றும் மின்னழுத்தத்தை மேம்படுத்துவதற்காக, விஞ்ஞானிகள் லித்தியம் அணுக்களை சேமிக்க கிராஃபைட் மற்றும் லித்தியம் கோபால்ட் ஆக்சைடு போன்ற பொருட்களைக் கண்டுபிடித்தனர். இந்த பொருட்களின் மூலக்கூறு அமைப்பு லித்தியம் அணுக்களை சேமிக்க பயன்படும் நானோ அளவிலான சிறிய சேமிப்பக கட்டத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த வழியில், பேட்டரி ஷெல் உடைந்து ஆக்ஸிஜன் உள்ளே நுழைந்தாலும், ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகள் இந்த சிறிய சேமிப்பு செல்களுக்குள் நுழைய முடியாத அளவுக்கு பெரியதாக இருக்கும், இதனால் லித்தியம் அணுக்கள் ஆக்ஸிஜனுடன் தொடர்பு கொள்ளாது மற்றும் வெடிப்பைத் தவிர்க்கும். லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் இந்த கொள்கையானது அதிக திறன் அடர்த்தியை அடையும் போது பாதுகாப்பை அடைய மக்களுக்கு உதவுகிறது.

மின்சார வெடிப்பு-தடுப்பு சோதனை

ஒரு லித்தியம்-அயன் பேட்டரி சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​நேர்மறை மின்முனையில் உள்ள லித்தியம் அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களை இழந்து லித்தியம் அயனிகளாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகின்றன. லித்தியம் அயனிகள் எலக்ட்ரோலைட் மூலம் எதிர்மறை மின்முனைக்கு நீந்துகின்றன, எதிர்மறை மின்முனையின் சேமிப்பு கலத்திற்குள் நுழைந்து, ஒரு எலக்ட்ரானைப் பெறுகின்றன, இது லித்தியம் அணுக்களாக குறைக்கப்படுகிறது. வெளியேற்றும் போது, ​​முழு செயல்முறையும் தலைகீழாக மாறும். பேட்டரியின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்களை நேரடியாகத் தொடுவதிலிருந்தும், ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்வதிலிருந்தும் தடுப்பதற்காக, ஷார்ட் சர்க்யூட்டைத் தடுக்க பல துளைகள் கொண்ட டயாபிராம் பேப்பர் பேட்டரியில் சேர்க்கப்படுகிறது. ஒரு நல்ல உதரவிதான காகிதமானது பேட்டரியின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருக்கும் போது தானாகவே துளைகளை மூடிவிடும், இதனால் லித்தியம் அயனிகள் கடந்து செல்ல முடியாது, இதனால் ஆபத்தைத் தடுக்க அவர்கள் தங்கள் சொந்த தற்காப்புக் கலைகளைப் பயன்படுத்தலாம்.

பாதுகாக்க

லித்தியம் பேட்டரி செல் 4.2V க்கும் அதிகமான மின்னழுத்தத்திற்கு அதிகமாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பிறகு, பக்க விளைவுகள் ஏற்படத் தொடங்கும். அதிக மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், ஆபத்து அதிகமாகும். லித்தியம் பேட்டரி கலத்தின் மின்னழுத்தம் 4.2V ஐ விட அதிகமாக இருக்கும் போது, ​​நேர்மறை மின்முனை பொருளில் மீதமுள்ள லித்தியம் அணுக்களின் எண்ணிக்கை பாதிக்கும் குறைவாக இருக்கும். இந்த நேரத்தில், செல் அடிக்கடி சரிந்து, பேட்டரி திறன் நிரந்தர குறைவு ஏற்படுகிறது. நீங்கள் தொடர்ந்து சார்ஜ் செய்தால், எதிர்மறை மின்முனையின் செல் ஏற்கனவே லித்தியம் அணுக்களால் நிரப்பப்பட்டிருப்பதால், அடுத்தடுத்த லித்தியம் உலோகம் எதிர்மறை மின்முனைப் பொருளின் மேற்பரப்பில் குவிந்துவிடும். இந்த லித்தியம் அணுக்கள் எதிர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பில் இருந்து லித்தியம் அயனிகளின் திசையை நோக்கி டென்ட்ரைட்டுகளை வளர்க்கும். இந்த லித்தியம் உலோகப் படிகங்கள் பிரிப்பான் காகிதத்தின் வழியாகச் சென்று நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளைக் குறுகிய சுற்றுக்கு அனுப்பும். சில சமயம் ஷார்ட் சர்க்யூட் வருவதற்குள் பேட்டரி வெடித்துவிடும். ஏனென்றால், அதிக சார்ஜ் செய்யும் செயல்பாட்டின் போது, ​​எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் பிற பொருட்கள் வாயுவை உருவாக்க வெடித்து, பேட்டரி ஷெல் அல்லது பிரஷர் வால்வு வீங்கி சிதைந்து, ஆக்ஸிஜனை எதிர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பில் திரட்டப்பட்ட லித்தியம் அணுக்களுடன் நுழைந்து வினைபுரிய அனுமதிக்கிறது. பின்னர் வெடித்தது. எனவே, ஒரு லித்தியம் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​மேல் மின்னழுத்த வரம்பை அமைக்க வேண்டும், இதனால் பேட்டரி ஆயுள், திறன் மற்றும் பாதுகாப்பு ஆகியவை ஒரே நேரத்தில் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படும். சார்ஜிங் மின்னழுத்தத்தின் மிகச் சிறந்த மேல் வரம்பு 4.2V ஆகும். லித்தியம் பேட்டரிகளை டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது குறைந்த மின்னழுத்த வரம்பும் உள்ளது. செல் மின்னழுத்தம் 2.4V க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​சில பொருட்கள் அழிக்கப்படும். மேலும், பேட்டரி சுய-வெளியேற்றப்படும் என்பதால், அது நீண்ட நேரம் விடப்பட்டால், குறைந்த மின்னழுத்தம் இருக்கும். எனவே, பேட்டரி 2.4V க்கு டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படும்போது நிறுத்தாமல் இருப்பது நல்லது. லித்தியம் பேட்டரி 3.0V முதல் 2.4V வரை டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படும் போது, ​​வெளியிடப்படும் ஆற்றல் பேட்டரி திறனில் 3% மட்டுமே ஆகும். எனவே, 3.0V என்பது ஒரு சிறந்த டிஸ்சார்ஜ் கட்-ஆஃப் மின்னழுத்தமாகும்.

சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​மின்னழுத்த வரம்புக்கு கூடுதலாக, தற்போதைய வரம்பும் அவசியம். மின்னோட்டம் மிகப் பெரியதாக இருக்கும்போது, ​​லித்தியம் அயனிகளுக்கு சேமிப்புக் கலத்திற்குள் நுழைய நேரம் இருக்காது மற்றும் பொருளின் மேற்பரப்பில் குவிந்துவிடும். இந்த லித்தியம் அயனிகள் எலக்ட்ரான்களைப் பெற்ற பிறகு, அவை பொருளின் மேற்பரப்பில் லித்தியம் அணு படிகங்களை உருவாக்கும், இது அதிக சார்ஜ் செய்வது போன்றது, இது ஆபத்தானது. பேட்டரி உறை உடைந்தால், அது வெடிக்கும்.

எனவே, லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பில் குறைந்தது மூன்று உருப்படிகள் இருக்க வேண்டும்: சார்ஜிங் மின்னழுத்தத்தின் மேல் வரம்பு, வெளியேற்ற மின்னழுத்தத்தின் குறைந்த வரம்பு மற்றும் மின்னோட்டத்தின் மேல் வரம்பு. பொதுவாக, லித்தியம் பேட்டரி பேக்கில், லித்தியம் பேட்டரி கோர் தவிர, பாதுகாப்பு பலகை இருக்கும். இந்த பாதுகாப்பு பலகை முக்கியமாக இந்த மூன்று பாதுகாப்புகளை வழங்குகிறது. இருப்பினும், பாதுகாப்பு வாரியத்தின் இந்த மூன்று பாதுகாப்புகள் வெளிப்படையாக போதுமானதாக இல்லை, மேலும் உலகம் முழுவதும் லித்தியம் பேட்டரிகளின் அடிக்கடி வெடிப்புகள் உள்ளன. பேட்டரி அமைப்பின் பாதுகாப்பை உறுதிப்படுத்த, பேட்டரி வெடிப்புக்கான காரணத்தை மிகவும் கவனமாக பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டும்.

வெடிப்பு வகை பகுப்பாய்வு

பேட்டரி செல் வெடிப்பு வகைகளை மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்: வெளிப்புற ஷார்ட் சர்க்யூட், இன்டர்னல் ஷார்ட் சர்க்யூட் மற்றும் ஓவர்சார்ஜ். இங்கே வெளிப்புறமானது பேட்டரி கலத்தின் வெளிப்புறத்தைக் குறிக்கிறது, இதில் பேட்டரி பேக்கின் மோசமான உள் காப்பு வடிவமைப்பால் ஏற்படும் குறுகிய சுற்றுகள் அடங்கும்.

கலத்தின் வெளிப்புறத்தில் ஒரு குறுகிய சுற்று ஏற்பட்டால் மற்றும் எலக்ட்ரானிக் கூறுகள் சர்க்யூட்டைத் துண்டிக்கத் தவறினால், கலத்தின் உள்ளே அதிக வெப்பம் உருவாகும், இது எலக்ட்ரோலைட்டின் ஒரு பகுதியை ஆவியாகி பேட்டரி ஷெல் விரிவடையச் செய்யும். பேட்டரியின் உள் வெப்பநிலை 135 டிகிரி செல்சியஸ் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​நல்ல தரமான உதரவிதான காகிதம் துளைகளை மூடும், மின்வேதியியல் எதிர்வினை நிறுத்தப்படும் அல்லது கிட்டத்தட்ட நிறுத்தப்படும், மின்னோட்டம் கடுமையாகக் குறையும், வெப்பநிலை மெதுவாகக் குறையும், இதனால் தவிர்க்கப்படும். ஒரு வெடிப்பு. இருப்பினும், துளை மூடல் விகிதம் மிகவும் மோசமாக உள்ளது, அல்லது துளைகள் மூடப்படவில்லை. உதரவிதான காகிதமானது பேட்டரி வெப்பநிலையை தொடர்ந்து உயரச் செய்யும், மேலும் எலக்ட்ரோலைட் ஆவியாகிவிடும், இறுதியாக பேட்டரி ஷெல் உடைந்து விடும், அல்லது பேட்டரி வெப்பநிலை கூட அதிகரிக்கப்படும், பொருள் எரிந்து வெடிக்கும். உள் குறுகிய சுற்று முக்கியமாக தாமிரத் தகடு மற்றும் அலுமினியத் தகடு உதரவிதானத்தைத் துளைப்பதால் ஏற்படுகிறது, அல்லது லித்தியம் அணுக்களின் டென்ட்ரிடிக் படிகங்கள் உதரவிதானத்தைத் துளைக்கின்றன. இந்த சிறிய ஊசி போன்ற உலோகங்கள் மைக்ரோ ஷார்ட் சர்க்யூட்களை ஏற்படுத்தும். ஊசி மிகவும் மெல்லியதாகவும், ஒரு குறிப்பிட்ட எதிர்ப்பு மதிப்பைக் கொண்டிருப்பதால், மின்னோட்டம் பெரியதாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை.

தாமிரம் மற்றும் அலுமினியத் தகடு பர்ர்கள் உற்பத்தி செயல்பாட்டின் போது ஏற்படுகின்றன. கவனிக்கக்கூடிய நிகழ்வு என்னவென்றால், பேட்டரி மிக வேகமாக கசிகிறது, பெரும்பாலானவை பேட்டரி செல் தொழிற்சாலை அல்லது சட்டசபை தொழிற்சாலை மூலம் திரையிடப்படலாம். மேலும், சிறிய பர்ஸ் காரணமாக, அவை சில நேரங்களில் எரிக்கப்படும், இதனால் பேட்டரி இயல்பு நிலைக்குத் திரும்பும். எனவே, பர் மைக்ரோ-ஷார்ட் சர்க்யூட்டினால் ஏற்படும் வெடிப்பு நிகழ்தகவு அதிகமாக இல்லை. பல்வேறு பேட்டரி செல் தொழிற்சாலைகளில் சார்ஜ் செய்த சிறிது நேரத்திலேயே குறைந்த மின்னழுத்தத்துடன் கூடிய மோசமான பேட்டரிகள் பெரும்பாலும் உள்ளன என்பதிலிருந்து இந்த அறிக்கையை காணலாம், ஆனால் சில வெடிப்புகள் உள்ளன, இது புள்ளிவிவரங்களால் ஆதரிக்கப்படுகிறது. எனவே, உள் ஷார்ட் சர்க்யூட்டினால் ஏற்படும் வெடிப்பு முக்கியமாக அதிக கட்டணம் வசூலிப்பதால் ஏற்படுகிறது. ஏனென்றால், ஓவர்சார்ஜ் செய்த பிறகு, துருவத் துண்டில் எல்லா இடங்களிலும் ஊசி போன்ற லித்தியம் உலோக படிகங்கள் உள்ளன, பஞ்சர் பாயின்ட் எல்லா இடங்களிலும் உள்ளது, மேலும் எல்லா இடங்களிலும் மைக்ரோ ஷார்ட் சர்க்யூட் ஏற்படுகிறது. எனவே, பேட்டரி வெப்பநிலை படிப்படியாக உயரும், இறுதியாக அதிக வெப்பநிலை எலக்ட்ரோலைட் வாயுவை ஏற்படுத்தும். இந்த வழக்கில், வெப்பநிலை அதிகமாக இருந்தால், பொருள் எரிந்து வெடிக்க அல்லது வெளிப்புற ஷெல் முதலில் உடைந்து, காற்று நுழைந்து லித்தியம் உலோகத்தை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும், அது ஒரு வெடிப்பு ஆகும்.

இருப்பினும், அதிக சார்ஜ் செய்வதால் ஏற்படும் உள் ஷார்ட் சர்க்யூட்டினால் ஏற்படும் வெடிப்பு, சார்ஜ் செய்யும் போது ஏற்படாது. பேட்டரியின் வெப்பநிலை, பொருளை எரிக்கும் அளவுக்கு அதிகமாக இல்லாதபோதும், உருவாகும் வாயு பேட்டரி உறையை உடைக்கப் போதுமானதாக இல்லாதபோதும், நுகர்வோர் சார்ஜ் செய்வதை நிறுத்திவிட்டு மொபைல் போனை வெளியே எடுத்துவிடலாம். இந்த நேரத்தில், ஏராளமான மைக்ரோ-ஷார்ட் சர்க்யூட்களால் உருவாகும் வெப்பம் பேட்டரியின் வெப்பநிலையை மெதுவாக உயர்த்துகிறது, மேலும் அது சிறிது நேரத்திற்குப் பிறகு வெடிக்கிறது. நுகர்வோரின் பொதுவான விளக்கம் என்னவென்றால், அவர்கள் தொலைபேசியை எடுக்கும்போது, ​​​​ஃபோன் மிகவும் சூடாக இருப்பதைக் கண்டறிந்து அதைத் தூக்கி எறிந்த பிறகு வெடிக்கும்.

மேலே உள்ள வெடிப்பு வகைகளின் அடிப்படையில், வெடிப்பு பாதுகாப்பின் மூன்று அம்சங்களில் நாம் கவனம் செலுத்தலாம்: அதிக கட்டணம் செலுத்துவதைத் தடுப்பது, வெளிப்புற குறுகிய சுற்றுகளைத் தடுப்பது மற்றும் செல் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துதல். அவற்றில், ஓவர்சார்ஜ் தடுப்பு மற்றும் வெளிப்புற ஷார்ட் சர்க்யூட் தடுப்பு ஆகியவை எலக்ட்ரானிக் பாதுகாப்புக்கு சொந்தமானது, இது பேட்டரி அமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் பேட்டரி அசெம்பிளி ஆகியவற்றுடன் அதிக உறவைக் கொண்டுள்ளது. பேட்டரி செல் பாதுகாப்பு மேம்பாட்டின் கவனம் இரசாயன மற்றும் இயந்திர பாதுகாப்பு ஆகும், இது பேட்டரி செல் உற்பத்தியாளர்களுடன் அதிக உறவைக் கொண்டுள்ளது.