Lityum batareyaga texnik xizmat ko’rsatishimiz to’g’rimi? Bu muammo ko’plab sodiq mobil telefon foydalanuvchilarini, shu jumladan meni ham bezovta qildi. Ba’zi ma’lumotlar bilan maslahatlashganimdan so’ng, men Xitoyda taniqli akkumulyator tadqiqot instituti direktorining o’rinbosari bo’lgan elektrokimyo fanlari nomzodi bilan maslahatlashish imkoniga ega bo’ldim. Endi o’quvchilaringiz bilan baham ko’rish uchun tegishli bilim va tajribani yozing.

“Lityum batareyaning musbat elektrodi odatda lityumning faol birikmasidan tayyorlanadi, salbiy elektrod esa maxsus molekulyar tuzilishga ega ugleroddir.” Ko’p ishlatiladigan ijobiy ma’lumotlarning muhim qismi LiCoO2 dir. Zaryadlash jarayonida batareya qutbidagi elektr potentsiali musbat elektroddagi birikmani litiy ionlarini chiqarishga va ularni uglerodga kiritishga majbur qiladi, salbiy elektrod molekulalari esa laminar oqimda joylashgan. Litiy ionlari tushirish vaqtida uglerodning qatlamli tuzilishidan ajralib turadi va anod birikmasi bilan birlashtiriladi. Litiy ionlarining harakati elektr tokini hosil qiladi.

Kimyoviy reaksiya printsipi juda oddiy, ammo haqiqiy sanoat ishlab chiqarishida ko’proq amaliy masalalarni ko’rib chiqish kerak: ijobiy elektrod qo’shimchalari faoliyat uchun qayta-qayta saqlanishi kerak va salbiy elektrodlar ko’proq lityumni joylashtirish uchun molekulyar darajada ishlab chiqilishi kerak. ionlar; to’ldirish Anod va katolit o’rtasidagi elektrolit, barqaror bo’lishdan tashqari, shuningdek, batareyaning ichki qarshiligini kamaytiradigan mukammal o’tkazuvchanlikka ega.

Lityum batareyalar kamdan-kam hollarda nikel-kadmiy batareyalarining xotira effektiga ega bo’lsa-da, ular yo’q. Biroq, turli sabablarga ko’ra, lityum batareyalar qayta zaryadlangandan keyin ham quvvatini yo’qotishda davom etadi. Anod va katod ma’lumotlarining o’zini o’zgartirish muhimdir. Molekulyar darajada lityum ionlarini o’z ichiga olgan ijobiy va salbiy elektrodlarning bo’shliq tuzilishi asta-sekin qulab tushadi va bloklanadi. Kimyoviy jihatdan bu ijobiy va salbiy materiallarning faol passivatsiyasi bo’lib, yon reaktsiyalarda boshqa barqaror birikmalar mavjudligini ko’rsatadi. Bundan tashqari, anod ma’lumotlarining bosqichma-bosqich yo’qolishi kabi ba’zi jismoniy sharoitlar mavjud bo’lib, ular oxir-oqibat batareyada zaryadlash va zaryadlash vaqtida erkin harakatlanishi mumkin bo’lgan lityum ionlarining sonini kamaytiradi.

Haddan tashqari zaryadlash va zaryadsizlanish, lityum batareyadagi elektrodlar doimiy shikastlanishga olib keladi. Molekulyar darajadan intuitiv ravishda tushunish mumkinki, anodli uglerod chiqindilari kuzda litiy ionlari va ularning qatlamli tuzilishining haddan tashqari ko’payishiga olib keladi va ortiqcha zaryad unga juda ko’p litiy ionlarini siqib chiqaradi. Katodli uglerodning tuzilishi ba’zi litiy ionlarining chiqishiga to’sqinlik qiladi. Shuning uchun lityum batareyalar ko’pincha zaryadlash va tushirishni nazorat qilish sxemalari bilan jihozlangan.

Noto’g’ri harorat lityum batareyada boshqa kimyoviy reaktsiyalarni keltirib chiqaradi va keraksiz birikmalar paydo bo’ladi. Shuning uchun ko’plab lityum batareyalar musbat va salbiy elektrodlarda parvarishlash haroratini nazorat qilish diafragmalari yoki elektrolitlar qo’shimchalari bilan jihozlangan. Batareya ma’lum darajada qizdirilganda, kompozit membrana teshigi yopiladi yoki elektrolitlar denatüratsiyalanadi, batareyaning ichki qarshiligi kontaktlarning zanglashiga olib ketgunga qadar oshadi va batareya endi qizib ketmaydi, batareyaning normal zaryadlash haroratini ta’minlaydi.

Chuqur zaryadlash va zaryadsizlantirish lityum batareyalarning haqiqiy hajmini oshirishi mumkinmi? Mutaxassislar menga bu ma’nosiz ekanligini aniq aytishdi. Ular hatto ikki shifokorning bilimiga asoslanib, dastlabki uchta dozani to’liq dozada faollashtirish ma’nosiz ekanligini aytishdi. Lekin nega ko’p odamlar kelajakda quvvati o’zgarishini ko’rsatish uchun batareya ma’lumotlarini o’rganishadi? Bu nuqta keyinroq aytib o’tiladi.

Lityum batareyalarda odatda ishlov berish chiplari va zaryadlovchini boshqarish chiplari mavjud. Jarayonda chipda bir qator registrlar, sig’im, harorat, ID, zaryadlash holati, zaryadsizlanish vaqti va boshqa qiymatlar mavjud. Ushbu qiymatlar foydalanish bilan asta-sekin o’zgaradi. Men shaxsan o’ylaymanki, taxminan bir oy davomida foydalanishning muhim ta’siri to’liq zaryad va zaryadsizlanishi kerak. Yo’riqnomada ushbu registrlarning noto’g’ri qiymatini tuzatish kerak bo’lsa, batareyaning zaryadlash nazorati va nominal quvvati batareyaning haqiqiy holatiga mos kelishi kerak.