Cén Fáth a Díchaích Liathróidí Lithiam-Ion? Cúiseanna agus Conas é a Mheithiú

Tagraíonn caithfais neamhthreiseála na gcurrbhattery lithiam-ion do an titim dúchais i muirfeadh/voltas nuair a bhfuil an gcúr gan nascadh le chiorcad seachtrach (m.e. i staid oscailte) . Is é seo tréidbharra inhereantach ar gach gcúr, cé go mbíonn sé i rrianacha éagsúla. Cén fáth go bhfuil ráta caithfais neamhthreiseála na gcurrbhattery lithiam-ion íseal go ginearálta, tar éis sin bíonn sé ann fós. D’fhéadfadh na príomhchúiseanna a roinnt mar seo a leanas:

1. Imeachtanna ceimiceacha taobhthuairimíocha dhofheicthe (caithfais neamhthreiseála gnáth):

(1) Fás agus tuaslagadh scolann SEI:

Tá scian leictreolaíocht soladach (SEI) ar dhroim an gharbain (de ghnáth grafaite). Foirmítear an scian seo le linn an tascora agus an díscairde tosaigh agus tá sé ríthábhachtach do oibriú ceart na mbataireaí. Templa, níl an scian SEI go hiomlán stáblach. Léir stórála, go háirithe ag teochtaí ard, tuilleann an scian SEI go mall agus foirmíonn arís. Úsáideann an athfhormáil seo ions liaitiamh agus leictreolaíocht, ag cur le caillteanas cumais agus titim folt. Is é seo ceann de na cúiseanna príomhach caillteanais uathoibríoch i mbataireaí liatroma-ionsaí.

(2) Ocsaídíocht/laghdú leictreolaíoch:

Taispeánann áiteanna caitheode (mar shampla liadáin cobalt lítiam (LiCoO₂), liadáin nicil cobalt manganais (NCM), agus liadáin iarainn fosfáit lítiam (LiFePO₄)) gníomhaíocht ocsaídiúcháin ard i staid íosalta. Tosaíonn tuaslagóirí (mar shampla carbonát eitiléine (EC) agus carbonát diméiteile (DMC)) agus forlíontóirí sa tuaslagán ag déshaothar go mall trí ocsaídiú nuair a bheidh siad ar fáil don photentail ard den chaitheod ar feadh tréimhsí fhada. Ar an gceann seo, ar thaobh an ainneoin, fiú amháin le cosc an leathanaigh SEI, d’fhéadfadh déshaotharlú laghdaitheach beagán den tuaslagán tarlú. I dtorthaí na n-ionramhálacha redocs seo, úsáidtear ioina lítiam gníomhacha, ag tabhairt do chailleadh in inneachar.

(3) Ionramhálacha impacht i mbuntaoibh gníomhacha : D’fhéadfadh ionsa impacht beaga (mar shampla iain míleata Fe, Cu, Zn, srl.) atá i mbuntaoibh na heilictróin nó i bhforlíontóirí reatha foirmiú ceartchlúdaí beaga idir na heilictróin nó páirt a ghlacadh i n-ionramhálacha phárasaitice, ag úsáid taise.

2. Gearr-phointe inmheánach (caofaí de ghnáthúnú nó aoisithe):

(1) Míbhreithnithe na haite: D'fhéadfadh bholgáin bheaga, as uiscebha nó spotaí lag ar an aití a chur i gcrích ar dhóthain le conasú beag beann electron (mícreacha-ghearrthóg) idir na heilictróin dearbhta agus diarcha tar éis chuairteanna muirteach nó stórála fada, ag cur in aghaidh dhíreach ar thascadh tuisce. Is é seo an chúis phríomhleathanaigh ar scagadh tuisce neamhghnách ard. Ina theannta sin, cé go sealsálann an aití conasú electron ar leibhéal mhórfhigiúil agus go ligfeadh sí ionta aitríoch, ar leibhéal mhfíor-bhig, d'fhéadfadh an ábhar comhdhéanta nó líonlár an ábhair chónascach bealach beag bheann electron trí leictroléar a chruthú.

(2) Tréanadh na ndendraithe: I mbatairí atá thar-luchtaithe, atá luchtaithe ag teochtaí ísle, nó atá seanmhór-mhór, d'fhéadfadh liatium metal a shuíollú neamhionraimh ar dhroim an chathóide, ag cruthú dendraithe. D'fhéadfadh dendraithe sharp an scaradóir a thréanú, ag nascadh leis na heilictróin dearbhta agus diarcha, agus gearrthóg inmheánach a fhágáil.

(3) Duilleogail móréalacha le linn an phróisis mhonaraithe: Má fhanann dúidíní móilíne a cuireadh isteach le linn an phróisis táirgeachta (mar shampla, sin a ghénerálann nuair a ghearrtar leictreóidí) idir na leictreóidí nó an diaphragm, d'fhéadfadh sé seo cúiseanna do chiorcail bheaga gearraithe. Tá táirgeacht gan aon dhúidín iomlán ar fad imposible. Nuair nach bhfuil an dúidín go leor láidir le prosgadh tríd an diaphragm agus gearradh a dhéanamh idir na leictreóidí dearbha agus diúlacha, níl tionchar mór air ar an mbatairí; áfach, nuair atá an dúidín chomh trom is go mbíonn sé in ann an diaphragm a phrosgadh, beidh tionchar mór ar an mbatairí.

3. Éifeacht teochta:

Teocht is ceann de na fachtóirí is cumasaí is ea. Tapaíonn teochtaí airde go mór le rátaí gach ionaithnithe ceimiceacha a fhágann caite leathanaigh (leasú na film SEI, scoilteadh solúin, ionaithnuithe impúrach, srl.), ag tabhairt faoi méadú ostach sa ráta caite leathanaigh. Mar sin, ba cheart stóráil fhadtéarmach batairí a dhéanamh ag teochtaí ísle (ach seachain géarú).

4. Éifeacht an chaite leathanaigh:

Caite achmhainne: Tá an tionchar is díreachaí ann ná laghdú ar an gcumas bataireach atá ar fáil.

Titim voltáiste: Déanann an voltas dhointéine oscailte lagú le himeacht ama stórála.

Aging thar a bheith tapaithe: Imsreabhanna taobh istigh le linn an chaithnínse féin (mar shampla, fás leanúnach SEI) a chomhlíonann litium gníomhach agus leictreolaít, a bhfuil sé féin ina mhechanach aging.

Difriúlacht meastacháin staid íochtar: Déanann caithniú féin é seo dochtusach meastachán cruinn a dhéanamh ar an íocht fágtha bunaithe ar voltas amháin.

Eochair shláinteachta (cásanna tréan): Is féidir le caithniú féin neamhghnách ard (mar shampla, gearr-phointe taobh istigh trom) cúis a dhéanamh le teocht na mbataireach a ardú agus fiabhras teasa a ghiortú.

Seo a leanas na príomhchúrsaí cosanta i gcoinne chaithnínse féin bataireach:

(1) Uasghrádú dearadh agus ábhair na mbatairí: fheabhsú staidéir an mheabráin SEI, forbairt leictreolaítí leis an n-ábhar a bhfuil inbhuanaitheacht ocsaídiúcháin láidre agus ábhair ardghlan, agus feabhsú cáilíochta an diaphragma.

(2) Rialú coinníollacha stórála:

Teocht: Is é seo an rud is tábhachtaí! Déan iarracht batairí a stóráil ag téamh Íochtar (mar shampla 10°C-25°C, seachain teochtaí faoi 0°C).

Staid an Chuir: Nuair a stórálfar an bataire ar fhaid mhór, cuir cúlra ar staid chuir mhéadach (mar shampla, 40%-60%). Luafar ocsaídiú an leictreolaí ag an gceann deise le staid iomlán-chuir, agus d'fhéadfadh staid iomlán-fholamh damáiste thar-chuir a dhéanamh ar an gceann dóiteáin.

(3) Athchuir go rialta: Do na bataireáin atá seal beag inúsáidte, ba chóir an voltas/SOC a sheiceáil go rialta, agus cuir cnámháil chun cinn (mar shampla, cnámháil go 50%) nuair a bhíonn an cumhacht ró-íseal chun easaontú domhain agus damáiste do bhattery a sheachaint.

(4) Smacht gaire ar an bpróiseas monaraithe: laghdú ar aschuid agus duine meiteal chun cáilíocht an scamaill a chinntiú.

Ceallraí líothamh-ion is iad imdhathanna ceimiceacha inhereanta príomha chúis le cnámháil féin, mar shampla neamhstaideacht an leithscamaill SEI diaghnaidh agus deacrú ocsaídíochta/leathnaithe go mall an leictreolaíte ar dhroicne an leithscamaill (go háirithe an leithdearc). Is féidir le micre-ghearradh inmheánacha a gcúisítear le míbhéimeanna monaraithe (mar shampla, míbhéimeanna scamhail nó aschuid) ráta cnámhála féin éigeantach ard a thabhairt faoi. . Téamas is é an fachtóir amh macánta is mó atá ag tiontú ar rátaí cnámhála féin . Cabhróidh tuiscint ar chúiseanna cnámhála féin le straitéisí úsáide agus stórála bataireach a uasmhéadrú, ag síneadh saol na mbataireach.