ლითიუმის იონური ბატარეის აფეთქების სპეციფიკური ანალიზი

Автор: Iflowpower – Портативті электр станциясының жеткізушісі

ლითიუმ-იონური ბატარეის პრინციპი ლითიუმ-იონური ბატარეა შედგება დადებითი ელექტროდის, ანოდის, დიაფრაგმის და ელექტროლიტისგან. პოზიტიური და უარყოფითი ელექტროდის ფენა მჭიდროდ არის გადახვეული ერთმანეთთან, ხოლო ფენა და ფენა გამოყოფილია იზოლატორისგან, ხოლო დადებითი და უარყოფითი ჩაეფლო ელექტროლიტში. ცილინდრული ბატარეები და კვადრატული ბატარეები გამოიყენებოდა როგორც ლითიუმ-იონური ბატარეის სტრუქტურის ბატარეა, რომელიც შედგება ორი განსხვავებული ლითიუმ-ჩართული ნაერთებისგან, შესაბამისად.

დადებითი ელექტროდის მასალაა მჭიდროდ გარდამავალი ლითონის ოქსიდი, ლითონის ოქსიდი, ლითონის სულფიდი და სხვა. კომერციული დადებითი ელექტროდის მასალა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ლითიუმ-იონურ ბატარეებში, არის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ანოდური მასალა გარდამავალი ლითონის ოქსიდებისთვის. ანოდის მასალა არის მჭიდროდ არაორგანული არალითონური მასალები, ლითონის-არამეტალური კომპოზიტები, ლითონის ოქსიდები და მსგავსი.

ლითიუმის რკინის ფოსფატის დადებითი და უარყოფითი მასალა ელექტროდის ელექტროდის მასალა, რომელიც წარმოიქმნება გამტარ მასალაზე, განსაზღვრავს ბატარეის ძაბვასა და სიმძლავრის ელექტროლიტს, როგორც ლითიუმის იონური ბატარეის მჭიდრო ნაწილს, და უკრავს დენის გადაცემის სურვილს ბატარეის დატენვისა და გამორთვის დროს. ელექტროლიტურ ხსნარში ელექტროლიტში ჩაძირული დადებითი და უარყოფითი ელექტროდის მასალის თავიდან ასაცილებლად, დადებითი და უარყოფითი ელექტროდის მასალა გამოიყოფა ელექტროლიტში ჩაძირული დადებითი და უარყოფითი ელექტროდის მასალისგან. LI აღებულია დადებითი ელექტროდიდან, ხოლო უარყოფითი ელექტროდი ჩაშენებულია უარყოფით ელექტროდში, დადებითი ელექტროდი ლითიუმის მდგომარეობაშია, ელექტრონების კომპენსაციის მუხტი მიეწოდება გარე წრედს, რათა უზრუნველყოს მუხტის ბალანსი.

გამონადენი დაკავშირებულია გამონადენთან, ხოლო Li ამოღებულია უარყოფითი ელექტროდიდან და ელექტროლიტის მიერ ჩასმულია კათოდის მასალაში. დამუხტვისა და განმუხტვის ნორმალურ პირობებში, ლითიუმის იონები ჩაშენებულია და ამოღებულია ფენოვანი ნახშირბადის მასალებსა და ფენოვან სტრუქტურებს შორის, რაც, როგორც წესი, იწვევს მხოლოდ მასალის ფენის მანძილის ცვლილებას მათი კრისტალური სტრუქტურის დაზიანების გარეშე. დამუხტვისა და განმუხტვის პროცესში უარყოფითი ელექტროდის მასალის ქიმიური სტრუქტურა ძირითადად უცვლელია.

იონური რეაქციის განტოლება სულ უფრო და უფრო შეუძლებელია ბატარეის შიგნით უსაფრთხოების ზომების დამატება, რადგან ის ცდილობს უფრო მაღალი სიმძლავრის გაზრდის ბატარეის ხანგრძლივობას. 1991 წლის ლითიუმ-იონური ბატარეების კომერციალიზაციამდე, ლითიუმ-იონური ბატარეების სიმძლავრემ დაამატა ლითიუმ-იონური ბატარეების აფეთქების ოთხჯერ ან ხუთჯერ გაძლიერებული მექანიზმი. ასე რომ, ჩვენ გვესმის, როგორ მუშაობს ის, ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ, რა გამოიწვია ორიგინალმა ლითიუმ-იონური ბატარეის აფეთქება.

ლითიუმის ტოტის ბროლის ზრდის ბატარეის დამუხტვა და განმუხტვა არის ლითიუმის იონების დაბრუნების გადაცემა. დამუხტვის დროს ლითიუმის იონები მცირდება მეტალის ლითიუმამდე, რომელიც ჩაშენებულია უარყოფით ელექტროდში. ზოგადად, ლითიუმი შეიძლება იყოს ჩასმული შრეთაშორის სტრუქტურაში, რომელიც შეიძლება გაიზარდოს ელექტროდის ზედაპირზე ზრდის გაურკვევლობის გამო, ხოლო ზრდის ფენას აქვს იგივე დარტყმული სტრუქტურა, როგორც ტოტი, რამაც შეიძლება დააზიანოს ბატარეის დიაფრაგმა, რაც გამოიწვევს ბატარეის შიგნით მოკლე ჩართვას.

და ბატარეის აფეთქება. თუ ბატარეა დეფექტურია, ლითონის ნაწილაკები აკავშირებენ დადებით უარყოფით ელექტროდს ბატარეის საიზოლაციო ფენით, ცვლის დენის მიმართულებას, რაც იწვევს შიდა მასალის დეგრადაციას, ისე, რომ ქიმიური რეაქცია კარგავს კონტროლს, გამოყოფს მეტ სითბოს, აანთებს ბატარეის პაკეტის ბატარეას. კათოდის მასალაში დარჩენილი ლითიუმის იონი გაგრძელდა მოცილება და ჩანერგვა უარყოფით ელექტროდის მასალაში. თუ ნახშირბადის უარყოფით ელექტროდში ჩაშენებული მაქსიმალური ლითიუმი მიიღწევა, ჭარბი ლითიუმი დაგროვდება უარყოფით ელექტროდის მასალაზე ლითიუმის მეტალის სახით, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ბატარეის სტაბილურობას.

აფეთქებაც კი დაკავშირებულია ლითიუმ-იონურ ბატარეასთან, არა მხოლოდ ბატარეის სიმძლავრეა გაუმჯობესება, არამედ უსაფრთხოების მაჩვენებლების უგულებელყოფა არ შეიძლება. დღეს ბატარეის ზოგიერთ მწარმოებელს აქვს უსაფრთხოების მაღალი სტანდარტი, თუნდაც ბატარეების აღმოსაჩენად. ჩვენ გვესმის, რომ როდესაც ლურსმანი შეაღწევს ბატარეას, ის პირდაპირ დაუკავშირდება დადებით ნეგატივს, რაც გამოიწვევს შიდა მოკლე ჩართვას.

გელის ელექტროლიტი და პოლიმერული ელექტროლიტი ასევე შემდგომ შესწავლაშია, განსაკუთრებით პოლიმერული ელექტროლიტის განვითარებაში, ბატარეაში არ არის თხევადი ორგანული ელექტროლიტის აორთქლება, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ბატარეის უსაფრთხოებას.