Ինչպես նվազեցնել լիթիում-իոնային մարտկոցների ներքին դիմադրությունը՝ գործնական ուղեցույց

Բջջային մարտկոցի ներքին դիմադրությանը ազդող գործոններն են իոնային դիմադրությունը, էլեկտրոնային դիմադրությունը եւ շփման դիմադրությունը.

1. Իոնային դիմադրություն.

էլեկտրոլիտների անցորդականությունը, էլեկտրոդների պոռոտությունը, դիաֆրագման պոռոտությունը եւ այլն,

(1)Էլեկտրոլիտների ոչ ճիշտ ձեւավորումը (օրինակ, լիթիումի աղի չափազանց ցածր կոնցենտրացիա, լուծիչների անհիմն հարաբերակցություն) կամ ցածր ջերմաստիճանում կպչունության բարձրացումը կարող են նվազեցնել իոնների միգրացիայի արագությունը: Էլեկտրոլիտի չափից շատ պակասը կարող է նաեւ հանգեցնել ակտիվ նյութի եւ էլեկտրոլիտի միջեւ վատ շփման, ինչը մեծացնում է ներքին դիմադրությունը:

(2) Էլեկտրոդի կոշտացման խտությունը չափազանց բարձր է: Չափից շատ կոշտացումը նվազեցնում է էլեկտրոդի խոռոչը եւ սահմանափակում է էլեկտրոլիտների ներթափանցումը: ( Արդյոք էլեկտրոդը չափից ավելի խտացված է, կարող է որոշվել այն բանի դիտումով, թե արդյոք էլեկտրոդը փխրուն է, էլեկտրոնային մանրադիտակով ստուգելով արդյոք նյութը կոտրված է, և գնահատելով էլեկտրոդի ապարուղիությունը: Էլեկտրոդի ապարուղիությունը ցուցանիշ է, որը կարևոր է էլեկտրոդի կողմից հեղուկի կլանման քանակի և արագության որոշման համար, որն ուղղակիորեն ազդում է մարտկոցի աշխատանքի վրա: )

(3) Ցածր միջապարյա ապարուղիությունը կամ չափից ավելի հաստությունը կարող է մեծացնել լիթիումի իոնների միգրացիայի դիմադրությունը: Միջապարյա աղտոտվածությունը կամ մաշվածությունը, խառնուկների կողմից անցքերի խցանումը կամ բարձր ջերմաստիճանը, որը կարող է միջապարյան կուչ գալ/հալվել, դժվարացնում է իոնների տեղափոխումը: ( Միջապարյա ապարուղիությունը միջապարյա ֆիզիկական հատկությունների փորձարկման կարևոր ցուցանիշ է .)

2. Էլեկտրոնային դիմադրություն.

էլեկտրոդի տեսակարար դիմադրություն, հոսանքի հավաքողի հաստությունը և այլն:

(1) Դրական/բացասական էլեկտրոդային նյութերը վատ էլեկտրահաղորդունակություն ունեն: Օրինակ՝ լիթիում-երկաթ ֆոսֆատի (LiFePO₄) դրական էլեկտրոդային նյութի սեփական հաղորդունակությունը ցածր է: Եթե այն ամբողջությամբ չի պատված ածխածնով կամ չի ենթարկվել լեգիրման և մոդիֆիկացման, էլեկտրոնների տեղափոխման դիմադրությունը մեծանում է:

(2) Էլեկտրոդային նյութի մասնիկների չափի մեծացումը կերկարացնի լիթիումի իոնների դիֆուզիայի ճանապարհը, իսկ անբավարար ամբողջականությունը կխոչընդոտի էլեկտրոլիտի ներթափանցմանը և կմեծացնի իոնային տեղափոխման դիմադրությունը:

(3) Բավարար չափով կամ անհավասար բաշխված հաղորդիչ նյութերի (օրինակ՝ ածխային սև) բացակայությունը էլեկտրոդում էլեկտրոնային հաղորդման ցանցի անկատարության պատճառ է դառնում: Նշված գործոնները, ներառյալ նյութի որակը, խտացման խտությունը, հաղորդիչ նյութի քանակը և հոսանք հավաքողի ընտրությունը վերջնականապես արտահայտվում են էլեկտրոդային թիթեղներում: Լիթիումային մարտկոցների ընկերությունները սովորաբար ստուգում են էլեկտրոդային թիթեղների դիմադրությունը՝ որոշելու ներքին դիմադրությունը:

3. Շփման դիմադրություն՝

միջուկի ակտիվ նյութի և հոսանքի հավաքորդի միջև համապարփակումը, ինչպես նաև հոսանքի հավաքորդի և տաբի միջև համապարփակումը։

(1) Ակտիվ նյութի և հոսանքի հավաքորդի միջև ներքին դիմադրությունը մեծ է, սովորաբար կարող է օգտագործվել ածխածին-պատյանով պղնձի-ալյումինե թիթեղ՝ հաղորդականությունը մեծացնելու համար։

(2) Տաբի և հոսանքի հավաքորդի (օրինակ՝ ալյումինե թիթեղ/պղնձե թիթեղ) միջև համապարփակումը ոչ ամրագործված է, ինչը մեծացնում է հպման դիմադրությունը։

(3) Բջջի ներքին ճնշումը շատ ցածր է (վատ հպում), կամ շատ բարձր է (միջնորդի դեֆորմացիա), որը կազդի ներքին դիմադրության վրա։ Լիթիումե մարտկոցների բարձր ներքին դիմադրության պատճառները ներառում են նյութերը, արտադրման գործընթացը, օգտագործման պայմանները և մաշվածությունը։

4. Ինչպես նվազեցնել ներքին դիմադրությունը

Կարող եք համարել հետևյալ ուղղությունները.

(1) Նյութերի օպտիմալացում. ընտրել բարձր հաղորդական էլեկտրոդային նյութեր և ռացիոնալ կերպով նախագծել ամբարձիչ կառուցվածքը։

(2) Բարելավել գործընթացը՝ ապահովել համասեռ էլեկտրոդային ծածկույթը, վերահսկել խտացման խտությունը և օպտիմալացնել լավագույն կապակցման որակը:

(3) Կարգավորել էլեկտրոլիտը՝ օգտագործել բարձր հաղորդականությամբ բանաձև, որը հարմար է լայն ջերմաստիճանային տիրույթի համար:

(4) Խորամանկանալ վարքի մեջ չմտնելը՝ խուսափել վերալիցքավորումից/վերավնասումից, բարձր ջերմաստիճանում պահելուց և վերահսկել համապատասխան լիցքավորման ու վնասման արագությունները: