عند الشحن
بطارية ليثيوم أيون لا يقلل ترسيب الليثيوم من أداء البطارية ويقصر بشكل كبير من عمر الدورة فحسب ، بل يحد أيضًا من قدرة الشحن السريع للبطارية ، وقد يتسبب في عواقب وخيمة مثل الاحتراق والانفجار.
في سلسلة من المقالات سنناقش المشاكل من المقياس الكلي لبطارية الليثيوم أيون ، وظروف العمل ، والتدرج الموجود في البطارية ، والاختبار الكهروكيميائي ، واختبار السلامة ، وما إلى ذلك) ، والمقياس الصغير (القطب ، والجسيمات ، والبنية الدقيقة ، إلخ. .) والمقياس الذري (ذرة ، أيون ، جزيء ، حاجز طاقة التنشيط ، إلخ). سنناقش اليوم الدليل التجريبي على الآثار الجانبية لترسب الليثيوم الذي تم جمعه من زوايا مختلفة:
من خلال مقارنة بطاريات الليثيوم أيون مع نفس النموذج ، وجد الباحثون أن التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم جعل البطارية لديها معدل تقادم أسرع ، وقد تم تخفيف سعة البطارية وكثافة الطاقة وكفاءة الطاقة بشكل كبير.
1. كشف درجة رد الفعل الجانبي لترسب الليثيوم عن طريق تحليل كفاءة كولوم: تقلل آلية شيخوخة البطارية التي تنطوي على تفاعل جانبي لترسب الليثيوم من كفاءة الكولوم للبطارية. لذلك ، فهي طريقة مجدية لمراقبة درجة التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم عن طريق قياس دقيق لكفاءة الكولوم لبطارية ليثيوم أيون. يتفاعل الليثيوم المعدني الناتج عن التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم مع المنحل بالكهرباء لتشكيل فيلم SEI ، مما يقلل من كفاءة الكولوم. تجدر الإشارة إلى أن انخفاض كفاءة الكولوم لا ينتج بالكامل عن التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم. على سبيل المثال ، سيؤدي سقوط المواد النشطة للإلكترود وتشكيل طبقة SEI وانسداد المجهرية على سطح القطب إلى زيادة المقاومة الداخلية للبطارية ويسبب فقدًا في السعة لا رجعة فيه. هذه الظواهر سوف تقلل من كفاءة كولوم.
2. يتم الحصول على طاقة التنشيط الظاهرة للتفاعل الجانبي لترسيب الليثيوم من خلال تحليل منحنى أرهينيوس: يمكن الحصول على منحنى Arrhenius من منحنى توهين السعة عند درجات حرارة مختلفة عن طريق اختبار دورة تفريغ شحن بطارية ليثيوم أيون عند درجات حرارة مختلفة (راجع الشكل أدناه). عندما تكون درجة الحرارة عالية ، لا يحدث التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم ، ويتسارع انحلال المواد النشطة الإيجابية وتشكيل فيلم SEI على سطح الأقطاب الموجبة والسالبة مع زيادة درجة الحرارة ، ومعدل شيخوخة البطارية أيضًا يسرع. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة ، يظهر التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم على المسرح ، والذي يغير فجأة آلية الشيخوخة. نظرًا لأن التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم يصبح أكثر وأكثر كثافة مع انخفاض درجة الحرارة ، فإن معدل تقادم البطارية يتسارع مع انخفاض درجة الحرارة. باختصار ، يكون منحنى Arrhenius لبطارية ليثيوم أيون على شكل V كما هو موضح في الشكل 4 ، ومنحدره هو القيمة السلبية (- EA) لطاقة التنشيط الظاهرة أثناء الشيخوخة. رد الفعل الجانبي لترسب الليثيوم له طاقة تنشيط ظاهرية سلبية.
3. تحليل تفاعل تطور الليثيوم من خلال منحنى الجهد
3.1 تحليل تفاعل ترسيب الليثيوم باستخدام منصة الجهد لمنحنى التفريغ: في حالة حدوث تفاعل جانبي لترسيب الليثيوم أثناء الشحن بدرجة حرارة منخفضة ، ستظهر منصة الجهد المقابلة لتفاعل انحلال الليثيوم على منحنى التفريغ اللاحق. مع زيادة انحلال الليثيوم أثناء التفريغ ، تصبح منصة الجهد أطول.
3.2 تحليل التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم باستخدام منحنى تفاضل جهد السعة (DQ / DU) أو منحنى تفاضل سعة الجهد (DU / DQ): يمكن استخدام منحنيي DQ / Du أو Du / DQ لتقدير كمية الليثيوم المذابة أثناء التفريغ ، ومنحنى Du / DQ أكثر حساسية.
3.3 تحليل التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم باستخدام منحنى الجهد الحالي بعد الاسترخاء: أثناء الشحن ، يتشكل تدرج تركيز أيون الليثيوم في مادة القطب السالب و / أو المنحل بالكهرباء. إذا تم قطع التيار بعد الشحن ، فإن توزيع تركيز أيون الليثيوم في مادة القطب السالب و / أو الإلكتروليت سيصل إلى توازن جديد ، ويمكن ملاحظة منحنى تيار الجهد المتغير بمرور الوقت في هذه العملية. يمكن استخدام المعلومات التي تم الحصول عليها من هذا المنحنى لتحليل التفاعلات الجانبية لترسب الليثيوم.
ملحوظة: (1) إذا كان هناك هضبة جهد في منحنى التفريغ أو أن تغير منحنى التيار الكهربائي أثناء الاسترخاء له خصائص مقابلة ، فإنه يشير إلى حدوث تفاعل جانبي لترسب الليثيوم أثناء الشحن. ومع ذلك ، إذا لم توجد أي من الظواهر المذكورة أعلاه ، فهذا لا يعني أن التفاعل الجانبي لترسب الليثيوم لم يحدث. قد يكون هذا بسبب تثبيط عملية الاسترخاء عند درجة حرارة منخفضة ولا يمكن ملاحظة خصائص التباين لمنحنى تيار الجهد ، أو أن سرعة دمج الليثيوم المعدني في القطب السالب عند درجة حرارة عالية سريعة جدًا بحيث لا يمكن ملاحظة منصة الجهد المقابلة لانحلال الليثيوم تفاعل.
(2) يمكن للطريقة الكهروكيميائية قياس متوسط النتائج في مساحة كبيرة فقط ، ولا علاقة لها بالكشف عن معدن الليثيوم في القطب السالب.
استنتاج:
لضمان التشغيل السلس لتطبيقك ،
EverExceed يعمل مهندسو البحث والتطوير ليل نهار للبحث وتصميم أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا
بطاريات فوسفات حديد الليثيوم مع معلمات الشحن والتفريغ المثالية. لذا اختر EverExceed كعلامتك التجارية للحصول على الموثوقية الكاملة.
