According to the requirements of group friends, talk about the understanding of lithium battery quick charging:

బొమ్మ

బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ ప్రక్రియను వివరించడానికి ఈ రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగించండి. అబ్సిస్సా అనేది సమయం మరియు ఆర్డినేట్ అనేది వోల్టేజ్. లిథియం బ్యాటరీ యొక్క ప్రారంభ ఛార్జింగ్ దశలో, ఒక చిన్న కరెంట్ ప్రీ-ఛార్జ్ ప్రక్రియ ఉంటుంది, అవి CC ప్రీ-ఛార్జ్, ఇది యానోడ్ మరియు కాథోడ్ మెటీరియల్‌లను స్థిరీకరించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. ఆ తర్వాత, బ్యాటరీ స్థిరంగా ఉన్న తర్వాత, అధిక కరెంట్‌తో, అంటే CC ఫాస్ట్ ఛార్జ్‌తో బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి సర్దుబాటు చేయవచ్చు. చివరగా, ఇది స్థిరమైన వోల్టేజ్ ఛార్జింగ్ మోడ్ (CV)లోకి ప్రవేశిస్తుంది. లిథియం బ్యాటరీ కోసం, వోల్టేజ్ 4.2Vకి చేరుకున్నప్పుడు సిస్టమ్ స్థిరమైన వోల్టేజ్ ఛార్జింగ్ మోడ్‌ను ప్రారంభిస్తుంది మరియు వోల్టేజ్ నిర్దిష్ట విలువ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఛార్జింగ్ ముగిసే వరకు ఛార్జింగ్ కరెంట్ క్రమంగా తగ్గుతుంది.

మొత్తం ప్రక్రియలో, వివిధ బ్యాటరీలకు వేర్వేరు ప్రామాణిక ఛార్జింగ్ కరెంట్‌లు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, 3C ఉత్పత్తులకు, ప్రామాణిక ఛార్జింగ్ కరెంట్ సాధారణంగా 0.1C-0.5C, అయితే అధిక-పవర్ పవర్ బ్యాటరీల కోసం, ప్రామాణిక ఛార్జింగ్ సాధారణంగా 1C. బ్యాటరీ భద్రత కోసం తక్కువ ఛార్జింగ్ కరెంట్ కూడా పరిగణించబడుతుంది. కాబట్టి, సాధారణ సమయాల్లో ఫాస్ట్ ఛార్జ్‌లో చెప్పాలంటే, ఇది స్టాండర్డ్ ఛార్జ్ కరెంట్ కంటే పదుల రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది.

కొందరు వ్యక్తులు లిథియం బ్యాటరీలను ఛార్జింగ్ చేయడం అంటే బీర్ పోయడం, వేగంగా మరియు బీర్‌ను వేగంగా నింపడం లాంటిదని, కానీ చాలా నురుగుతో అని చెబుతారు. ఇది నెమ్మదిగా ఉంది, ఇది నెమ్మదిగా ఉంటుంది, కానీ ఇది చాలా బీర్, ఇది ఘనమైనది. ఫాస్ట్ ఛార్జింగ్ ఛార్జింగ్ సమయాన్ని ఆదా చేయడమే కాకుండా, బ్యాటరీని కూడా దెబ్బతీస్తుంది. బ్యాటరీలోని ధ్రువణ దృగ్విషయం కారణంగా, ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ సైకిల్ పెరుగుదలతో అది ఆమోదించగల గరిష్ట ఛార్జింగ్ కరెంట్ తగ్గుతుంది. నిరంతర ఛార్జింగ్ మరియు ఛార్జింగ్ కరెంట్ పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద అయాన్ ఏకాగ్రత పెరుగుతుంది మరియు ధ్రువణత తీవ్రమవుతుంది మరియు బ్యాటరీ టెర్మినల్ వోల్టేజ్ నేరుగా ఛార్జ్/శక్తికి సరళ నిష్పత్తిలో అనుగుణంగా ఉండదు. అదే సమయంలో, అధిక కరెంట్ ఛార్జింగ్, అంతర్గత నిరోధం పెరగడం వలన జూల్ హీటింగ్ ఎఫెక్ట్ (Q=I2Rt) తీవ్రమవుతుంది, ఇది ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క ప్రతిచర్య కుళ్ళిపోవడం, గ్యాస్ ఉత్పత్తి మరియు సమస్యల శ్రేణి, ప్రమాద కారకం వంటి దుష్ప్రభావాలకు దారి తీస్తుంది. అకస్మాత్తుగా పెరుగుతుంది, బ్యాటరీ భద్రతపై ప్రభావం చూపుతుంది, నాన్-పవర్ బ్యాటరీ జీవితకాలం బాగా తగ్గిపోతుంది.

01

యానోడ్ పదార్థం

లిథియం బ్యాటరీ యొక్క వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ ప్రక్రియ యానోడ్ మెటీరియల్‌లో Li+ యొక్క వేగవంతమైన వలస మరియు పొందుపరచడం. కాథోడ్ పదార్థం యొక్క కణ పరిమాణం బ్యాటరీ యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియలో అయాన్ల ప్రతిస్పందన సమయం మరియు వ్యాప్తి మార్గాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. అధ్యయనాల ప్రకారం, పదార్థం యొక్క ధాన్యం పరిమాణం తగ్గడంతో లిథియం అయాన్ల వ్యాప్తి గుణకం పెరుగుతుంది. అయినప్పటికీ, పదార్థ కణ పరిమాణం తగ్గడంతో, గుజ్జు ఉత్పత్తిలో కణాల యొక్క తీవ్రమైన సముదాయం ఉంటుంది, ఫలితంగా అసమాన వ్యాప్తి చెందుతుంది. అదే సమయంలో, నానోపార్టికల్స్ ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ యొక్క సంపీడన సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది మరియు ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ సైడ్ రియాక్షన్ ప్రక్రియలో ఎలక్ట్రోలైట్‌తో పరిచయ ప్రాంతాన్ని పెంచుతుంది, ఇది బ్యాటరీ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది.

పూత ద్వారా సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాన్ని సవరించడం మరింత నమ్మదగిన పద్ధతి. ఉదాహరణకు, LFP యొక్క వాహకత చాలా మంచిది కాదు. LFP యొక్క ఉపరితలంపై కార్బన్ పదార్థం లేదా ఇతర పదార్థాలతో పూత పూయడం వలన దాని వాహకతను మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది బ్యాటరీ యొక్క శీఘ్ర ఛార్జింగ్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

02

యానోడ్ పదార్థాలు

లిథియం బ్యాటరీ యొక్క వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ అంటే లిథియం అయాన్లు త్వరగా బయటకు వచ్చి ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌కు “ఈత” చేయగలవు, దీనికి కాథోడ్ పదార్థం లిథియంను వేగంగా పొందుపరిచే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండాలి. లిథియం బ్యాటరీ యొక్క వేగవంతమైన ఛార్జ్ కోసం ఉపయోగించే యానోడ్ పదార్థాలలో కార్బన్ పదార్థం, లిథియం టైటనేట్ మరియు కొన్ని ఇతర కొత్త పదార్థాలు ఉన్నాయి.

కార్బన్ పదార్థాల కోసం, లిథియం అయాన్లు సాంప్రదాయిక ఛార్జింగ్ పరిస్థితిలో గ్రాఫైట్‌లో ప్రాధాన్యంగా పొందుపరచబడతాయి, ఎందుకంటే లిథియం ఎంబెడ్డింగ్ యొక్క సంభావ్యత లిథియం అవపాతం వలె ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ లేదా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితిలో, లిథియం అయాన్లు ఉపరితలంపై అవక్షేపించబడతాయి మరియు డెండ్రైట్ లిథియంను ఏర్పరుస్తాయి. డెండ్రైట్ లిథియం SEI పంక్చర్ అయినప్పుడు, Li+ సెకండరీ నష్టం ఏర్పడింది మరియు బ్యాటరీ సామర్థ్యం తగ్గింది. లిథియం మెటల్ ఒక నిర్దిష్ట స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, అది ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి డయాఫ్రాగమ్ వరకు పెరుగుతుంది, దీని వలన బ్యాటరీ షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రమాదం ఏర్పడుతుంది.

LTO విషయానికొస్తే, ఇది “జీరో స్ట్రెయిన్” ఆక్సిజన్-కలిగిన యానోడ్ మెటీరియల్‌కు చెందినది, ఇది బ్యాటరీ ఆపరేషన్ సమయంలో SEIని ఉత్పత్తి చేయదు మరియు లిథియం అయాన్‌తో బలమైన బైండింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఫాస్ట్ ఛార్జ్ మరియు విడుదల అవసరాలను తీర్చగలదు. అదే సమయంలో, SEI ఏర్పడదు కాబట్టి, యానోడ్ పదార్థం నేరుగా ఎలక్ట్రోలైట్‌తో సంప్రదిస్తుంది, ఇది సైడ్ రియాక్షన్‌ల సంభవనీయతను ప్రోత్సహిస్తుంది. LTO బ్యాటరీ గ్యాస్ ఉత్పత్తి సమస్య పరిష్కరించబడదు మరియు ఉపరితల మార్పు ద్వారా మాత్రమే తగ్గించబడుతుంది.

03

ఎలక్ట్రోడ్ ద్రవం

పైన చెప్పినట్లుగా, ఫాస్ట్ ఛార్జింగ్ ప్రక్రియలో, లిథియం అయాన్ మైగ్రేషన్ రేట్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటు యొక్క అస్థిరత కారణంగా, బ్యాటరీ పెద్ద ధ్రువణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కాబట్టి బ్యాటరీ పోలరైజేషన్ వల్ల కలిగే ప్రతికూల ప్రతిచర్యను తగ్గించడానికి, ఎలక్ట్రోలైట్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి క్రింది మూడు పాయింట్లు అవసరం: 1, అధిక డిస్సోసియేషన్ ఎలక్ట్రోలైట్ ఉప్పు; 2, ద్రావణి మిశ్రమం – తక్కువ స్నిగ్ధత; 3, ఇంటర్ఫేస్ నియంత్రణ – తక్కువ మెమ్బ్రేన్ ఇంపెడెన్స్.

04

ఉత్పత్తి సాంకేతికత మరియు ఫాస్ట్ ఫిల్లింగ్ మధ్య సంబంధం

ముందు, ఫాస్ట్ ఫిల్లింగ్ యొక్క అవసరాలు మరియు ప్రభావాలు సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు మరియు ఎలక్ట్రోడ్ లిక్విడ్ వంటి మూడు కీలక పదార్థాల నుండి విశ్లేషించబడ్డాయి. సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్న ప్రక్రియ రూపకల్పన క్రిందిది. బ్యాటరీ ఉత్పత్తి యొక్క సాంకేతిక పారామితులు బ్యాటరీ క్రియాశీలతకు ముందు మరియు తర్వాత బ్యాటరీలోని ప్రతి భాగంలో లిథియం అయాన్ల వలస నిరోధకతను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి, కాబట్టి బ్యాటరీ తయారీ యొక్క సాంకేతిక పారామితులు లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ పనితీరుపై ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.

(1) ముద్ద

స్లర్రి యొక్క లక్షణాల కోసం, ఒక వైపు, వాహక ఏజెంట్‌ను సమానంగా చెదరగొట్టడం అవసరం. క్రియాశీల పదార్ధం యొక్క కణాల మధ్య వాహక ఏజెంట్ సమానంగా పంపిణీ చేయబడినందున, క్రియాశీల పదార్ధం మరియు క్రియాశీల పదార్ధం మరియు కలెక్టర్ ద్రవం మధ్య మరింత ఏకరీతి వాహక నెట్‌వర్క్ ఏర్పడుతుంది, ఇది మైక్రో కరెంట్‌ను సేకరించడం, సంపర్క నిరోధకతను తగ్గించడం, మరియు ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక రేటును మెరుగుపరుస్తుంది. మరోవైపు, వాహక ఏజెంట్ యొక్క అధిక వ్యాప్తిని నిరోధించడం. ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో, యానోడ్ మరియు కాథోడ్ మెటీరియల్స్ యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం మారుతుంది, ఇది వాహక ఏజెంట్ యొక్క పై తొక్కకు కారణమవుతుంది, బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధకతను పెంచుతుంది మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది.

(2) అత్యంత పాక్షిక సాంద్రత

సిద్ధాంతంలో, గుణకం బ్యాటరీలు మరియు అధిక-సామర్థ్య బ్యాటరీలు అననుకూలమైనవి. సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌ల ధ్రువణ సాంద్రత తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, లిథియం అయాన్‌ల వ్యాప్తి వేగాన్ని పెంచవచ్చు మరియు అయాన్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ మైగ్రేషన్ నిరోధకతను తగ్గించవచ్చు. ఉపరితల సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, ఎలక్ట్రోడ్ సన్నగా ఉంటుంది మరియు ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్‌లో లిథియం అయాన్‌లను నిరంతరం చొప్పించడం మరియు విడుదల చేయడం వల్ల ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణంలో మార్పు కూడా తక్కువగా ఉంటుంది. అయితే, ఉపరితల సాంద్రత చాలా తక్కువగా ఉంటే, బ్యాటరీ యొక్క శక్తి సాంద్రత తగ్గుతుంది మరియు ఖర్చు పెరుగుతుంది. కాబట్టి, ఉపరితల సాంద్రతను సమగ్రంగా పరిగణించాలి. లిథియం కోబలేట్ బ్యాటరీ 6C వద్ద ఛార్జింగ్ మరియు 1C వద్ద డిశ్చార్జ్ అవ్వడానికి క్రింది బొమ్మ ఒక ఉదాహరణ.

బొమ్మ

(3) పోలార్ పీస్ పూత అనుగుణ్యత

ముందు, ఒక స్నేహితుడు అడిగాడు, చాలా పాక్షిక సాంద్రత అస్థిరత బ్యాటరీపై ప్రభావం చూపుతుందా? ఇక్కడ మార్గం ద్వారా, వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ పనితీరు కోసం, యానోడ్ ప్లేట్ యొక్క స్థిరత్వం ప్రధానమైనది. ప్రతికూల ఉపరితల సాంద్రత ఏకరీతిగా లేకపోతే, రోలింగ్ తర్వాత జీవన పదార్థం యొక్క అంతర్గత సచ్ఛిద్రత చాలా తేడా ఉంటుంది. సచ్ఛిద్రత యొక్క వ్యత్యాసం అంతర్గత కరెంట్ పంపిణీ యొక్క వ్యత్యాసానికి దారి తీస్తుంది, ఇది బ్యాటరీ ఏర్పడే దశలో SEI నిర్మాణం మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు చివరికి బ్యాటరీ యొక్క వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది.

(4) పోల్ షీట్ యొక్క సంపీడన సాంద్రత

స్తంభాలు ఎందుకు కుదించబడాలి? ఒకటి బ్యాటరీ యొక్క నిర్దిష్ట శక్తిని మెరుగుపరచడం, మరొకటి బ్యాటరీ పనితీరును మెరుగుపరచడం. ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంతో వాంఛనీయ సంపీడన సాంద్రత మారుతూ ఉంటుంది. సంపీడన సాంద్రత పెరుగుదలతో, ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ యొక్క చిన్న సారంధ్రత, కణాల మధ్య కనెక్షన్ దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు అదే ఉపరితల సాంద్రత కింద ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ యొక్క మందం తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి లిథియం అయాన్ల వలస మార్గాన్ని తగ్గించవచ్చు. సంపీడన సాంద్రత చాలా పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క చొరబాటు ప్రభావం మంచిది కాదు, ఇది పదార్థ నిర్మాణాన్ని మరియు వాహక ఏజెంట్ పంపిణీని నాశనం చేస్తుంది మరియు తరువాత వైండింగ్ సమస్య ఏర్పడుతుంది. అదేవిధంగా, లిథియం కోబలేట్ బ్యాటరీ 6C వద్ద ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు 1C వద్ద విడుదల చేయబడుతుంది మరియు ఉత్సర్గ నిర్దిష్ట సామర్థ్యంపై సంపీడన సాంద్రత ప్రభావం క్రింది విధంగా చూపబడుతుంది:

బొమ్మ

05

నిర్మాణం వృద్ధాప్యం మరియు ఇతరులు

కార్బన్ నెగటివ్ బ్యాటరీ కోసం, నిర్మాణం – వృద్ధాప్యం అనేది లిథియం బ్యాటరీ యొక్క కీలక ప్రక్రియ, ఇది SEI నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది. SEI యొక్క మందం ఏకరీతిగా ఉండదు లేదా నిర్మాణం అస్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది బ్యాటరీ యొక్క శీఘ్ర ఛార్జింగ్ సామర్థ్యం మరియు సైకిల్ జీవితాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

పైన పేర్కొన్న అనేక ముఖ్యమైన కారకాలతో పాటు, సెల్, ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ సిస్టమ్ ఉత్పత్తి లిథియం బ్యాటరీ పనితీరుపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. సేవా సమయం పొడిగింపుతో, బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ రేటు మధ్యస్తంగా తగ్గించబడాలి, లేకుంటే ధ్రువణత తీవ్రతరం అవుతుంది.

ముగింపు

లిథియం బ్యాటరీల వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, యానోడ్ మరియు కాథోడ్ పదార్థాల మధ్య లిథియం అయాన్లు వేగంగా డీ-ఎంబెడ్ చేయబడతాయి. మెటీరియల్ లక్షణాలు, ప్రాసెస్ డిజైన్ మరియు బ్యాటరీల ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సిస్టమ్ అన్నీ అధిక కరెంట్ ఛార్జింగ్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తాయి. యానోడ్ మరియు యానోడ్ పదార్థాల నిర్మాణ స్థిరత్వం నిర్మాణాత్మక పతనానికి కారణం కాకుండా వేగవంతమైన డెలిథియం ప్రక్రియకు అనుకూలంగా ఉంటుంది, అధిక కరెంట్ ఛార్జింగ్‌ను తట్టుకోవడానికి మెటీరియల్ డిఫ్యూజన్ రేటులో లిథియం అయాన్లు వేగంగా ఉంటాయి. అయాన్ మైగ్రేషన్ వేగం మరియు ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటు మధ్య అసమతుల్యత కారణంగా, ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో ధ్రువణత సంభవిస్తుంది, కాబట్టి లిథియం మెటల్ అవక్షేపణను నిరోధించడానికి మరియు జీవితాన్ని ప్రభావితం చేసే సామర్థ్యాన్ని తగ్గించడానికి ధ్రువణాన్ని తగ్గించాలి.