Mînaka ewlehiyê, tedbîrên parastina bateriya lîtium-ion û sedemên teqînê

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Pîlê lithium-ê di 20 salên borî de pergala herî bilez a batterê ye û niha di hilberên elektronîkî de bi berfirehî tê bikar anîn. Têlefonên desta yên vê dawiyê, teqîna laptopê bi bingehîn teqîna bateriyê. Çi cure pîlê telefona desta û laptopê dixebitin, çawa dixebitin, çima teqîn, çawa pêşî li teqînê digirin.

Piştî ku bingeha battera lîtium ion bi voltaja ji 4.2V bilindtir tê barkirin, ew ê dest pê bike ku xuya bibe. Zexta barkirinê zêde ye, xeterî jî zêde ye.

Piştî ku voltaja battera lîtiumê ji 4.2V bilindtir e, hejmara mayî ya atomên lîtiumê di materyalê elektrodê erênî de ji nîvê kêmtir e, û kelûmelê hilanînê dê pir caran bikeve, da ku kapasîteya batterê kêmbûnek domdar hebe. Ger barkirina wê bidome, ji ber ku depoya elektroda neyînî bi atomek lîtiumê tije ye, dê metala lîtiumê ya paşîn di rûyê materyalê neyînî de kom bibe.

Van atomên lîtiumê dê ji hêla rûbera neyînî ber bi îyona lîtiumê ve kristalîzasyona şax bibin. Van krîstalên metalê yên lîtiumê dê di kaxeza diafragmê re derbas bibin da ku çerxên kurt ên erênî û neyînî çêkin. Carinan pîlê berî çerxa kurt dê pêşî biteqe ji ber ku materyalên wekî pêvajoya zêdebarkirinê, elektrolît û materyalên din dê gazê bişkînin, da ku xaniyê batterê an valeya zextê têk bibe, û dihêle oksîjen bikeve reaksiyona atomê ya lîtiumê di rûbera neyînî de, di encamê de diteqe.

Ji ber vê yekê, dema ku batarya îyona lîtiumê tê barkirin, pêdivî ye ku ew were saz kirin ku sînorê jorîn voltaja bi hevdemî ve girêbide jiyan, kapasîteyê û ewlehiya pîlê. Sînorê voltaja barkirinê ya herî xwestî 4.2V e.

Dema ku battera lîtiumê tê derxistin divê sînorek voltajê hebe. Dema ku voltaja pîlê di bin 2.4V de be dê hin materyal werin hilweşandin.

Di heman demê de ji ber ku pîlê dê bixwe-dakêşan be, voltaja dirêjtir kêmtir e, ji ber vê yekê çêtirîn e ku meriv wê heya 2.4V dema ku were derxistin nehêle. Pîlê îyona lîtium ji 3-ê tê derxistin.

0V heta 2.4V, û enerjiya serbest tenê ji% 3-ê kapasîteya pîlê digire. Ji ber vê yekê, 3.

0V voltaja qutkirina dakêşanê ya îdeal e. Di dema barkirin û daxistinê de, ji bilî sînorê voltaja, sînorê niha jî pêwîst e. Dema ku niha pir mezin be, îyona lîtium nakeve tora hilanînê, ku dê li ser rûyê materyalê kom bibe.

Piştî ku ev îyonên lîtiumê bi elektronîkî ne, krîstalîzasyona atomê ya lîtiumê li ser rûyê materyalê çêdibe, ku heman barkirina zêde ye, ku dibe sedema xeternak. Di rewşek şikestinê de, ew ê biteqe. Ji ber vê yekê, parastina bataryayên lîtium ion divê were nav kirin: sînorê jorîn a voltaja barkirinê, sînorê voltaja dakêşanê, û sînorê jorîn a niha.

Bi gelemperî, ji bilî hucreya bateriya lîtium-ion, dê plakaya parastinê hebe, ku ji bo peydakirina van sê parastinê girîng e. Lêbelê, sê parastina parastinê eşkere ne bes e, û teqîna battera lîtium-ionê ya gerdûnî hîn jî biyografi ye. Ji bo ku ewlehiya pergala batterê bicîh bikin, divê hûn li ser teqîna batterê analîzek bi baldarî bikin.

Sedemên teqînê: 1, polarîzasyona navxweyî; 2, kişandina tape ya tund, druma reaktîf a bi elektrolîtê; 3, pirsgirêka kalîteyê, performansa elektrolîtê bixwe; 5, performansa morkirina weldinga lazerê ya di pêvajoya kombûnê de nebaş e, dema ku binavbûnê diherike, rijandin; 6, toz, toza polar yekem bi hêsanî dibe sedema mîkro-kurt; 7, polên erênî û neyînî ji rêza pêvajoyê stûrtir in, şêl dijwar e; 8, têbînî Pirsgirêka morkirina avî, performansa morkirina topa pola ne baş e ku bibe sedema droka gazê; 9, maddeya xanî stûrbûn heye, stûrbûna deformasyona xanî; 10, germahiya hawîrdora derve jî sedemek girîng a teqînê ye. Cûreya analîza teqîna celebê teqînê ya teqîna bingehîn a batterê dikare wekî kurteya derveyî, kurteya hundurîn, û sê celeb barkirinê were kurt kirin. Pergala derveyî li vir behsa derveyî pîlê dike, ku tê de şebekeyên kurt ên ku ji ber sêwirana însulasyona nebaş a di pakêta pîlê de têne çêkirin vedihewîne.

Dema ku pêlek kurt li derveyî hucreya pîlê ye, hêmana elektronîkî nayê qut kirin, û hundurê hucreya pîlê dê germek zêde hebe, di encamê de avek elektrolîtek qismî çêdibe, û şêlê pîlê piştgirî dike. Dema ku germahiya hundurê pîlê heya 135 pileyên Celsius bilind e, kalîteya diafragmê girtî ye, reaksiyona elektrokîmyayî bi dawî dibe an nêzîkê bidawîbûnê dibe, aniha diqewime, û germ hêdî hêdî kêm dibe, ku di encamê de pêşî li teqînê digire. Lêbelê, rêjeya girtina qulika xweş pir xirab e, an jî qulika xweş kaxeza diafragmê nagire, ku dê berdewam bike ku bilind bibe, bêtir elektrolît bike, û xaniyê pîlê biqedîne, û tewra germahiya pîlê jî zêde bike da ku germahiya bataryayê 燃 并 bike û biteqe.

Kurteya hundurîn girîng e ji ber ku pelika sifir membrana pelika aluminiumê dikişîne, an jî şaxên atoma lîtiumê diafragmê dikişîne. Van derziyên baş dikarin bibin sedema pêlên mîkro-kurt. Ji ber ku derzî pir baş e, nirxek berxwedanê heye, ji ber vê yekê, niha ne hewce ye.

Zencîreya pelê ya aluminiumê ya sifir ji hêla pêvajoya hilberînê ve tê çêkirin. Û ji ber ku şikestî piçûk e, carinan ew ê dişewite, da ku pîlê wê vegere rewşa normal. Ji ber vê yekê îhtîmala teqîna ku ji ber baran çêbibe ne zêde ye.

Bi vî rengî, mimkun e ku ji hundurê her hucreyê bataryek kurt a hundurîn were barkirin. Lêbelê, bûyera teqînê qewimî, lê ji hêla îstatîstîkî ve hatî piştgirî kirin. Ji ber vê yekê, teqîna ku ji hêla kurteyên hundurîn ve hatî çêkirin ji ber barkirina zêde girîng e.

Ji ber ku, ew krîstalîzasyonek metalê ya lîtiumê-derzî ye, û ew pêvekek mîkro-kurt e. Ji ber vê yekê, germahiya pîlê dê hêdî hêdî zêde bibe, û di dawiyê de germahiya bilind dê gazê elektrolît bike. Ev rewş, gelo ew pir zêde ye ku meriv teqîna şewitandina materyalê çêbike, an jî qalikê derve pêşî were şikestin, ji ber vê yekê hewaya ku tê de veberhênan û metala lîtiumê ye, ew teqîn e.

Lêbelê, ev teqîna ku ji hêla kurteya navxweyî ya zêde ve hatî çêkirin, ne hewce ye ku di dema barkirinê de pêk tê. Mimkun e ku germahiya pîlê ne zêde be da ku materyal bişewite. Dema ku gaz xuya dibe, xerîdar têra şkandina xanîya pîlê nake, xerîdar dê şarjê biqedîne, digel ku têlefona desta derkeve derve.

Di vê demê de, germahiya gelek dorhêlên mîkro-kurt, hêdî hêdî germahiya pîlê zêde dike, piştî demekê, tenê teqîn. Danasîna hevpar a xerîdar ev e ku têlefonê hilde û bibîne ku têlefon germ e, û dûv re teqiyaye. Hin cûreyên teqînan, em dikarin li ser pêşîlêgirtinê, pêşîlêgirtina pêlava kurt a derveyî, û ewlehiya bataryayê ji sê aliyan ve balê li ser teqînê-delîl bikin.

Di nav wan de, pêşîlêgirtina overchalten û pêşîlêgirtina kurteya derveyî ya parastina elektronîkî ye, û têkiliyek mezin bi sêwirana pergala bateriyê û pakêta batterê re heye. Mebesta başkirina ewlehiya elektrîkê parastina kîmyewî û mekanîkî ye, ku têkiliyek mezin bi hilberînerê bingeha batterê re heye. Pirsgirêkên ewlehiyê yên bataryayên lîtium-ionê yên xeternak ên ewlehiyê ne tenê bi xwezaya materyalên hewzê ve girêdayî ne, lê di heman demê de bi teknolojiya amadekirina pîlê û karanîna jî ve girêdayî ne.

Pîlê têlefona desta gelek caran bûyerên teqînê hene, ji aliyekî ve, ji ber têkçûna çerxa parastinê, lê ya girîngtir, çareseriyek bingehîn ji materyalê re tune. Lithium kobalt-kobaltate pergalek pir gihîştî ye, lê piştî ku bar tê dagirtin, hêj hejmareke mezin ji îyonên lîtiumê heye ku di elektrodê erênî de bimîne. Dema ku ew tê dagirtin, îyonên lîtiumê yên di elektroda erênî de dimînin dê berbi elektroda neyînî biherikin.

Elektroda neyînî ya ku dendrîdê çêdike, encamek neçarî ya pîlêyek neçar e ku bi pîlê ji materyalê kobaltata lîtiumê ye. Tewra di pêvajoya barkirin û dakêşanê ya normal de, dibe ku zêdeyî îyona lîtiumê ya ku ji elektrodê neyînî azad dibe hebe ku dendrit, û materyalê kobaltate lîtium çêbike. Enerjî ji her gramek 270 mA zêdetir e, lê ji bo ku performansa çerxa wê were misoger kirin, kapasîteya karanîna rastîn tenê nîvê kapasîteya teorîkî ye.

Di dema karanîna de, ji ber hin sedeman (wekî zirara pergala rêveberiyê), voltaja barkirinê ya pîlê pir zêde ye, û beşek ji lîtiumê ku di elektroda erênî de dimîne dê derxe ku elektrolît di forma metalek lîtiumê de di forma metalê de tê razandin. Dendrîtîk diafragmayê bi hev ve girêdide da ku kurtecivînek navxweyî çêbike. Parçeyek girîng a elektrolîtê karbonat e, xala şewatê pir kêm e, xala kelandinê jî kêm e, û ew ê di hin şert û mercan de bişewite an biteqe.

Ger zêde germbûna pîlê hebe, ew dikare bibe sedem ku karbonatên di elektrolîtê de werin oksîdekirin û vegerandin, rêjeyek mezin gaz heye û germek zêde heye, wek nebûna valeya ewlehiyê an gaz bi riya valahiya ewlehiyê dernakeve, dê zexta pîlê bi tundî bilind bibe û bibe sedema teqînê. Pîlê lîtium-îon elektrolîta polîmer bi bingehîn pirsgirêkên ewlehiyê çareser nake, û kobaltata lîtium û elektrolîta organîk, û elektrolît jelek e, ne hêsan e ku biherike, û şewitandina tundtir dê çêbibe, şewat ewlekariya pîlê polîmer e Pirsgirêka çêtirîn. Di karanînê de hin pirsgirêk jî hene, û dê di pîlê de şebekek kurt an kurteya hundurîn hebe.

Demjimêra kurt-civîna derveyî guheztina niha ya tavilê ya bataryayê, di bloka hundurîn de gelek enerjiyê dixwe, germek mezin. Kurteya hundurîn herikînek mezin çêdike, û bilindbûna germahiyê dibe sedema helandinê, û devera kurtefîlmê berfireh dibe, ku di encamê de çemberek xirab çêdike. Pîlê lîtium-ion voltaja xebitandinê ya 3 heya 4-ê bilind e.

2V ji bo yek pîlê. Pêdivî ye ku meriv çareseriyek pêşîn a ku voltaja hilweşandinê ji 2V mezintir e bigire, û elektrolîtek organîk dê di bin germahiya bilind û germahiya bilind de bibe elektrolît, û gazek çêbibe. Di encamê de zexta hundurîn bilind dibe, xanî bi tundî şikest.

Zêde barkirin dibe ku lîtiumê metal bibarîne, di rewşa şkandina xanî de, têkiliya rasterast bi hewayê re, di encamê de şewat çêdibe, û elektrolît, agirek xurt, berfirehbûna bilez, teqînê vedihewîne. Digel vê yekê, ji ber karanîna nerast a karanîna neguncan, wek şilkirin, bandor û av, hwd., ku dikare bibe sedema kurtebirra baterî, exotherm di dakêşanê an pêvajoya barkirinê de, qutbûnek baterî heye.

Ewlehiya bataryayên lîtium-ion: Ji bo pêşîlêgirtina zêde dakêşandin an barkirina bataryayê ji ber karanîna nerast, mekanîzmayek parastinê ya sêalî di pîlê lîtium-ion monomer de tê peyda kirin. Pêşîn, hêmana veguherînê tê bikar anîn. Dema ku germahiya di pîlê de bilind dibe, berxwedana wê zêde dibe, dema ku germ pir zêde be, hêz bixweber tê rawestandin; ya duyemîn ev e ku meriv materyalê dabeşkirinê yê guncan hilbijêrin, dema ku germahî bi nirxek diyarkirî rabe, mîkrofona mîkrofonê ya li ser dabeşkirinê dê bixweber were hilweşandin, da ku îyona lîtiumê nikaribe derbas bibe, reaksiyona hundurîn tê sekinandin; ya sêyem peydakirina valvek ewlehiyê ye (ango, zexta hundurê pîlê heya nirxek diyar dibe, valahiya ewlehiyê Xweber vedibe da ku ewlehiya pîlê peyda bike.

Carinan, her çend pîlê bixwe tedbîrên kontrolê yên ewlehiyê hene, ji ber ku hin sedemên ku dibin sedema têkçûnê, nebûna valên ewlehiyê an gazê bi berdana valahiya ewlehiyê ne wekî jêrîn e, dê kompresor di pîlê de bi tundî rabe û bibe sedema teqînê. Bi gelemperî, enerjiya tevayî û ewlehiya battera lîtium ion berevajî ye, bi kapasîteya nû ya batterê re, hêjeya batterê jî zêde dibe, performansa belavkirina germahiya wê xirab dibe, û îhtîmala qezayan dê pir zêde bibe. Di derbarê bataryayên lîtium-ionê yên ji bo têlefonên desta de, hewcedariyên bingehîn yek ji îhtîmala qezayên ewlehiyê ne, ku ev jî standardek hindiktirîn e ku gel dikare qebûl bike.

Li ser bataryayên lîtium-ionê yên bi kapasîteya mezin, nemaze otomobîl û hwd., belavkirina germê ya bi zorê, bi taybetî girîng e. Materyalek elektrodek ewledar hilbijêrin, materyalê manganate lîtium hilbijêrin, û pê ewle bibin ku îyona lîtium ya elektroda erênî bi tevahî di vegirtina karbonê ya elektroda neyînî de di rewşa hêza tevahî de cih digire.

Di heman demê de, avahiyek zexm a manganate lîtium heye, lewra taybetmendiyên wê yên oksîterî ji kobaltata lîtium pir kêmtir e, û germahiya hilweşandinê ji 100 ° C ji kobaltata lîtiumê zêdetir e, tewra ji ber ku kurteya hundurîn (acupunkture), kurteya derveyî, dema ku bi tevahî were barkirin, ew bi tevahî karîn e ku pêşî li belavbûna metalê bigire ji ber şewatê. Wekî din, materyalê manganate lîtium jî dikare pir kêm bibe. Performansa teknolojiya kontrolkirina ewlehiyê ya heyî baştir bikin, pêşî performansa ewlehiyê ya tîrêjên baterî yên lîtium-ion baştir bikin, ev bi taybetî ji bo bataryayên bi kapasîteya mezin girîng e.

Hilbijartina diafragmayek bi performansa girtina termal a baş, karanîna diafragmê ev e ku di elektroda erênî û neyînî ya pîlê re derbas bibe, rê dide derbasbûna îyonên lîtiumê. Dema ku germahî bilind dibe, berî ku diafragma bihele tê girtin, bi vî rengî berxwedana hundurîn heya 2000 ohms bilind dibe, da ku reaksiyona hundurîn raweste. Dema ku zext an germahiya hundurîn digihîje pîvanên pêşwext, dê valahiya teqînê vebe, dest bi zextê bike, û gaza navxweyî pir westiyayî ye, deformasyon, di dawiyê de dibe sedem ku xanî biteqe.

Hesasiya kontrolê baştir bikin, parametreyên kontrolê yên hesastir hilbijêrin û bi pir parametreyan re kontrola hevbeş hilbijêrin (ev bi taybetî ji bo bataryayên bi kapasîteya mezin girîng e). Di derbarê pakêta bataryayê ya lîtium-îon-a-kapasîteya mezin de rêzek / paralel-girêdayî ye, wek mînak laptop xwedan voltaja 10V e, kapasîteya wê mezin e, û hewcedariyên voltê dikare bi 3 û 4 hucreyên yekîneyê têr bibin, û dûv re 2 ~ 3 rêzikên pakêtên bateriyê paralel in da ku kapasîteya mezin peyda bikin. Pêdivî ye ku pakêta bataryayê ya kapasîteya mezin bixwe parastina bêkêmasî saz bike, lê di heman demê de du modulên panelê jî binirxîne: Modula panelê ya parastinê û modula SmartBatteryGaugeboard.

Tevahiya koma parastina bataryayê dihewîne: IC-ya Parastinê ya Asta 1 (Pêşgirtina Zêdebûna Baterî, Zêde Çapemenî, Kurt Circuit), IC-ya Parastinê ya Asta 2 (Pêşgirtina ji Serhildana 2yemîn), Fuz, Nîşana LED, Rêzkirina Germahiya. Di bin mekanîzmaya parastinê ya pir-ast de, tewra di bûyera anormaliyek di şarjêra hêzê de, laptop xwedan anormaliyek e, battera laptopê tenê dikare ji bo parastina otomatîkî were veguheztin, heke rewş ne ciddî be, bi gelemperî piştî ku ji nû ve tê girêdan bi rêkûpêk bixebite, Teqîn tune. .