สาเหตุของหลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและสาเหตุของการลดทอน

2022/04/08

ผู้เขียน :Iflowpower –ผู้จัดจำหน่ายสถานีไฟฟ้าแบบพกพา

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่สำรองที่เร็วที่สุดรองจากแบตเตอรี่แคดเมียมและไฮโดรเจน-นิกเกิล ผู้ใช้ที่ใช้ควรรู้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมจะลดความจุหลังจากใช้ไประยะหนึ่ง บทความนี้สรุปและวิเคราะห์สาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับหลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และการลดทอนความจุ ฉันหวังว่าจะช่วยคุณได้

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่สำรอง (แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้) ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยลิเธียมไอออนในการเคลื่อนที่ระหว่างอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุ Li + จะถูกเสียบและทิ้งระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง: เมื่อชาร์จ Li + จะเพิ่มขึ้นจากอิเล็กโทรดบวก และอิเล็กโทรไลต์ถูกฝังอยู่ในอิเล็กโทรดลบ ขั้วลบอยู่ในสถานะลิเธียม การปลดปล่อยจะย้อนกลับ การปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียมขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมี

เมื่อคายประจุออกมา คือเมื่อเราใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ อิเล็กโทรดบวกจะฝังไอออนลิเธียม ลิเธียมไอออนขั้วลบ เมื่อชาร์จ ตรงกันข้ามคือ เขามีแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าจำนวนหนึ่งเพื่อให้แบตเตอรี่ผลิตกระแสไฟฟ้า

ในแต่ละรอบการชาร์จและการคายประจุ ลิเธียมไอออน (Li) จะทำหน้าที่เป็นพาหะของพลังงานไฟฟ้า การเคลื่อนที่จากอิเล็กโทรดบวก → อิเล็กโทรดลบ → อิเล็กโทรดบวกจากวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบ และแปลงพลังงานเคมีและไฟฟ้าเป็น กันและกัน. การดำเนินการถ่ายโอนประจุ นี่คือหลักการพื้นฐานของ "แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน" เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ ฟิล์มแยก ฯลฯ

เป็นฉนวนอิเล็กตรอน ดังนั้นการไหลเวียนนี้จึงไม่เคลื่อนที่ไปมาระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ และมีเพียงส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีของอิเล็กโทรดเท่านั้น สาเหตุของการลดทอนความจุแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่สำรองที่เร็วที่สุดหลังจากแบตเตอรี่แคดเมียมและแบตเตอรี่ไฮโดรเจนนิกเกิล การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความเสถียรของรอบการชาร์จและการคายประจุ และแบตเตอรี่สำรองอื่นๆ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างวงจร

1 องค์ประกอบของส่วนประกอบ การเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในการถ่ายโอนเฟสและโครงสร้างเฟสทางกายภาพได้อย่างง่ายดาย การเปลี่ยนเฟสของวัสดุอิเล็กโทรดอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์แลตทิซและแลตทิซไม่ตรงกัน ด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดความเครียดเหนี่ยวนำให้เกิดการบดเมล็ดพืช และทำให้เกิดการแตกร้าว ส่งผลให้เกิดความเสียหายทางกลต่อโครงสร้างของวัสดุ ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าลดลง

2. วัสดุอิเล็กโทรดลบที่ใช้กันทั่วไปในโครงสร้างวัสดุอิเล็กโทรดลบคือวัสดุคาร์บอน ลิเธียมไททาเนต ฯลฯ บทความนี้จะวิเคราะห์กราไฟท์เชิงลบทั่วไป

การลดทอนความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก ในขั้นตอนนี้ SEI จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดลบ ซึ่งกินส่วนของลิเธียมไอออน เมื่อใช้แบตเตอรี่ลิเธียม การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างกราไฟท์อาจทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงได้เช่นกัน แม้ว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาของกราไฟท์จะคงอยู่ แต่พื้นผิวคริสตัลครึ่งหนึ่ง (002) ของมันมีขนาดใหญ่ ส่งผลให้เม็ดเกรนมีขนาดเล็กลงในทิศทางแกน C และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกทำให้เกิดรอยแตกในวัสดุคาร์บอน ซึ่งในทางกลับกัน ทำลายพื้นผิวของพื้นผิวด้านลบ

ฟิล์มและส่งเสริมการซ่อมแซมฟิล์ม SEI การเติบโตที่มากเกินไปของฟิล์ม SEI นั้นใช้ลิเธียมที่ใช้งานได้จึงทำให้เกิดการลดทอนความสามารถที่ไม่สามารถย้อนกลับของแบตเตอรี่ลิเธียมได้ 3. อิเล็กโทรไลต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวทำละลาย อิเล็กโทรไลต์ และสารเติมแต่งสามส่วน

การสลายตัวของตัวทำละลาย การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์อาจทำให้สูญเสียความจุแบตเตอรี่ลิเธียม การสลายตัวและปฏิกิริยาข้างเคียงของอิเล็กโทรไลต์เป็นปัจจัยหลักของการลดทอนความจุแบตเตอรี่ลิเธียม โดยไม่คำนึงถึงวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบซึ่งประมวลผลด้วยการไหลเวียนของแบตเตอรี่ลิเธียมการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์และส่วนต่อประสานระหว่างวัสดุอิเล็กโทรดปกติและขั้วลบ ปฏิกิริยาอาจทำให้เกิดการลดทอนความจุ

4 ปฏิกิริยาความแม่นยำเชิงบวกต่ำเกินไปเมื่อขั้วบวกที่ใช้งานสัมพันธ์กับขั้วลบที่ใช้งานต่ำเกินไป มันง่ายที่จะชาร์จ การเปลี่ยนผ่านในเชิงบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมทำให้เกิดการสูญเสียความจุส่วนใหญ่เนื่องจากการสร้างสารเฉื่อยไฟฟ้าเคมี (เช่น CO3O4, MN2O3 ฯลฯ) ทำลายความสมดุลของความจุระหว่างอิเล็กโทรด และการสูญเสียความจุจะย้อนกลับไม่ได้

5 ความไม่แน่นอนของอิเล็กโทรดในความไม่แน่นอนของวัสดุที่ใช้งานอิเล็กโทรดบวกในระหว่างการชาร์จ ทำปฏิกิริยากับปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลกระทบต่อปัจจัยที่ไม่เสถียรของวัสดุอิเล็กโทรดบวก ข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างของวัสดุอิเล็กโทรดบวก ปริมาณคาร์บอนแบล็ค ศักยภาพการชาร์จสูงเกินไป โดยที่ข้อบกพร่องของโครงสร้างวัสดุอิเล็กโทรดบวกคือน้ำหนักในปัจจัย เนื่องจากพื้นที่ที่ใช้ได้ของแบตเตอรี่ลิเธียมลดลง พลังงานการเติมจึงลดลง และเวลาในการชาร์จจะค่อยๆ สั้นลง

ในกรณีส่วนใหญ่ ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมจะสลายตัวเป็นเส้นตรงเนื่องจากวัฏจักรและอายุ 6. รอบการประจุและอุณหภูมิในการจัดเก็บไม่ใช่เหตุผลเดียวในการลดทอนความจุของแบตเตอรี่ลิเธียม และแบตเตอรี่ลิเธียมในอุณหภูมิสูงยังสามารถทำให้เกิดการลดทอนความจุได้

แบตเตอรี่ลิเธียมที่ชาร์จจนเต็มจะทำให้สูญเสียความจุ 35% ในกรณี 40 ° C (104 ° F) เป็นเวลาหนึ่งปีโดยไม่ได้ใช้งาน การชาร์จที่เร็วมากยังเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่ ซึ่งจะลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ซึ่งเห็นได้ชัดมากสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมโมโนเมอร์ ก้อนแบตเตอรี่ลิเธียมมีมากกว่าพลังงาน แต่มีความละเอียดอ่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความแตกต่างของแบตเตอรี่เซลล์

ความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมมักจะคำนวณการลดทอนความจุและอายุการใช้งาน การลดทอนความจุเป็น 80% จำเป็นต้องเปลี่ยนชุดแบตเตอรี่ และขีดจำกัดอายุการใช้งานสูงสุดของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมควรเปลี่ยนตามการใช้งานของแอปพลิเคชัน และความชอบของผู้ใช้และการรับประกันของบริษัท

ติดต่อเรา
เพียงแค่บอกความต้องการของคุณเราสามารถทำได้มากกว่าที่คุณสามารถจินตนาการได้
ส่งคำถามของคุณ
Chat with Us

ส่งคำถามของคุณ

เลือกภาษาอื่น
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
ภาษาปัจจุบัน:ภาษาไทย