การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ลิเธียมของเราถูกต้องหรือไม่? ปัญหานี้ได้รบกวนผู้ใช้โทรศัพท์มือถือที่ภักดีหลายคนรวมถึงฉันด้วย หลังจากปรึกษาข้อมูลบางอย่างแล้ว ฉันมีโอกาสปรึกษานักศึกษาปริญญาเอกสาขาไฟฟ้าเคมี ซึ่งเป็นรองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยแบตเตอรี่ที่มีชื่อเสียงในประเทศจีนด้วย ตอนนี้เขียนความรู้และประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องเพื่อแบ่งปันกับผู้อ่านของคุณ

“อิเล็กโทรดขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมมักจะทำจากสารประกอบลิเธียมในขณะที่อิเล็กโทรดลบคือคาร์บอนที่มีโครงสร้างโมเลกุลพิเศษ” ส่วนสำคัญของข้อมูลเชิงบวกที่ใช้กันทั่วไปคือ LiCoO2 ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่จะบังคับให้สารประกอบในอิเล็กโทรดบวกปล่อยไอออนลิเธียมและใส่เข้าไปในคาร์บอน ในขณะที่โมเลกุลของอิเล็กโทรดลบจะจัดเรียงเป็นแนวราบ ลิเธียมไอออนจะถูกแยกออกจากโครงสร้างชั้นของคาร์บอนในระหว่างการปลดปล่อยและถูกรวมเข้ากับสารประกอบแอโนด การเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

หลักการของปฏิกิริยาเคมีนั้นง่ายมาก แต่ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมจริง มีปัญหาเชิงปฏิบัติมากกว่าที่ควรพิจารณา: สารเติมแต่งขั้วบวกจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาซ้ำ ๆ สำหรับกิจกรรม และขั้วลบต้องได้รับการออกแบบที่ระดับโมเลกุลเพื่อรองรับลิเธียมมากขึ้น ไอออน; เติมอิเล็กโทรไลต์ระหว่างแอโนดและแคโทไลต์นอกจากจะมีความเสถียรแล้วยังมีการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่ค่อยมีผลต่อหน่วยความจำของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลหลายประการ แบตเตอรี่ลิเธียมจะยังคงสูญเสียความจุหลังจากชาร์จซ้ำแล้วซ้ำอีก สิ่งสำคัญคือต้องแก้ไขข้อมูลแอโนดและแคโทดเอง ในระดับโมเลกุล โครงสร้างโพรงของอิเล็กโทรดบวกและลบที่มีลิเธียมไอออนจะค่อยๆ ยุบตัวและปิดกั้น ในทางเคมี สารนี้เป็นการทู่ของวัสดุที่เป็นบวกและลบ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีสารประกอบอื่นๆ ที่เสถียรในปฏิกิริยาข้างเคียง นอกจากนี้ยังมีสภาพทางกายภาพบางอย่าง เช่น การสูญเสียข้อมูลแอโนดทีละน้อย ซึ่งในที่สุดจะลดจำนวนลิเธียมไอออนที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในระหว่างการชาร์จและการคายประจุในแบตเตอรี่

การชาร์จและการคายประจุมากเกินไป อิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ลิเธียมถือเป็นความเสียหายถาวร สามารถเข้าใจได้โดยสัญชาตญาณจากระดับโมเลกุลว่าการปล่อยคาร์บอนแอโนดจะทำให้ปล่อยลิเธียมไอออนมากเกินไปและโครงสร้างชั้นของพวกมันในฤดูใบไม้ร่วง และการอัดประจุมากเกินไปจะบีบลิเธียมไอออนเข้าไปมากเกินไป โครงสร้างของคาร์บอนแคโทดช่วยป้องกันไม่ให้ไอออนลิเธียมถูกปล่อยออกมา นี่คือเหตุผลที่แบตเตอรี่ลิเธียมมักจะติดตั้งวงจรควบคุมการชาร์จและการคายประจุ

อุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมจะทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีอื่นๆ ในแบตเตอรี่ลิเธียม และจะมีสารประกอบที่ไม่จำเป็นปรากฏขึ้น ดังนั้น แบตเตอรี่ลิเธียมจำนวนมากจึงติดตั้งไดอะแฟรมควบคุมอุณหภูมิเพื่อการบำรุงรักษาหรือสารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์บนขั้วบวกและขั้วลบ เมื่อแบตเตอรี่ได้รับความร้อนในระดับหนึ่ง รูเมมเบรนคอมโพสิตจะปิดลงหรืออิเล็กโทรไลต์ถูกทำให้เสียสภาพ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นจนกว่าวงจรจะถูกตัดการเชื่อมต่อ และแบตเตอรี่จะไม่ร้อนขึ้นอีกต่อไป เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิการชาร์จปกติของแบตเตอรี่

การชาร์จและการคายประจุแบบลึกสามารถเพิ่มความจุที่แท้จริงของแบตเตอรี่ลิเธียมได้หรือไม่? ผู้เชี่ยวชาญบอกฉันอย่างชัดเจนว่าสิ่งนี้ไม่มีความหมาย พวกเขายังกล่าวด้วยว่าจากความรู้ของแพทย์สองคน การกระตุ้นแบบเต็มขนาดที่เรียกว่าสามโดสแรกนั้นไม่มีความหมาย แต่ทำไมหลายคนถึงเจาะลึกข้อมูลแบตเตอรี่เพื่อแสดงว่าความจุจะเปลี่ยนไปในอนาคต? ประเด็นนี้จะกล่าวถึงในภายหลัง

แบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปมีชิปประมวลผลและชิปควบคุมการชาร์จ ในกระบวนการนี้ ชิปมีชุดรีจิสเตอร์ ความจุ อุณหภูมิ ID สถานะการชาร์จ เวลาในการคายประจุ และค่าอื่นๆ ค่าเหล่านี้จะค่อยๆ เปลี่ยนไปตามการใช้งาน โดยส่วนตัวแล้วฉันคิดว่าผลกระทบที่สำคัญของการใช้งานประมาณหนึ่งเดือนควรจะเป็นการชาร์จและการคายประจุจนเต็ม เมื่อคู่มือการใช้งานควรแก้ไขค่าที่ไม่เหมาะสมของรีจิสเตอร์เหล่านี้ ตัวควบคุมการชาร์จและความจุเล็กน้อยของแบตเตอรี่ควรสอดคล้องกับสถานะที่แท้จริงของแบตเตอรี่