Is e bataraidhean lithium an siostam bataraidh as luaithe a tha a’ fàs anns na 20 bliadhna a dh’ fhalbh agus tha iad air an cleachdadh gu farsaing ann am bathar dealanach.Tha an spreadhadh o chionn ghoirid de fhònaichean-làimhe agus coimpiutairean-uchd gu ìre mhòr na spreadhadh bataraidh.Cò ris a tha bataraidhean fòn cealla agus laptop coltach, mar a tha iad ag obair, carson a tha iad a’ spreadhadh, agus mar as urrainn dhaibh an seachnadh.
Bidh frith-bhuaidhean a 'tòiseachadh a' tachairt nuair a tha an cealla lithium air a thoirt thairis gu bholtadh nas àirde na 4.2V.Mar as àirde an cuideam cus cosgais, is ann as àirde an cunnart.Aig bholtaids nas àirde na 4.2V, nuair a tha nas lugha na leth de na dadaman lithium air fhàgail anns an stuth catod, bidh an cealla stòraidh gu tric a’ tuiteam sìos, ag adhbhrachadh crìonadh maireannach ann an comas bataraidh.Ma chumas an t-uallach air adhart, cruinnichidh meatailtean lithium às deidh sin suas air uachdar an stuth catod, leis gu bheil cealla stòraidh a’ chatòid làn de atoman lithium mu thràth.Bidh na dadaman lithium sin a’ fàs criostalan dendritic bhon uachdar catod gu stiùir ianan lithium.Bidh na criostalan lithium a 'dol tron phàipear diaphragm, a' giorrachadh an anod agus an catod.Aig amannan bidh am bataraidh a’ spreadhadh mus tachair cuairt ghoirid.Tha sin air sgàth gu bheil stuthan mar electrolytes a’ sgàineadh gus gas a thoirt gu buil a dh’ adhbhraicheas casg a’ bhataraidh no a’ bhalbhaiche cuideam a dhol suas agus a spreadhadh, a’ leigeil le ocsaidean freagairt le dadaman lithium a tha cruinnichte air uachdar an electrode àicheil agus a’ spreadhadh.
Mar sin, nuair a bhios cosgais bataraidh lithium ann, feumar an ìre àrd bholtachd a shuidheachadh, gus aire a thoirt do bheatha bataraidh, comas agus sàbhailteachd.Is e an ìre as àirde bholtachd cosgais 4.2V.Bu chòir crìoch bholtachd nas ìsle a bhith ann cuideachd nuair a bhios ceallan lithium a’ sgaoileadh.Nuair a thuiteas an bholtadh cealla fo 2.4V, tòisichidh cuid den stuth a’ briseadh sìos.Agus leis gum bi am bataraidh fèin-sgaoileadh, cuir mar as fhaide a bhios an bholtadh nas ìsle, mar sin, tha e nas fheàrr gun a bhith a’ leigeil às 2.4V airson stad.Bho 3.0V gu 2.4V, chan eil bataraidhean lithium a 'leigeil a-mach ach mu 3% den chomas aca.Mar sin, tha 3.0V na bholtadh gearraidh sgaoilidh air leth freagarrach.Nuair a bhios tu a ’cur cosgais agus a’ sgaoileadh, a bharrachd air a ’chrìoch bholtachd, tha feum air a’ chrìoch gnàthach cuideachd.Nuair a tha an sruth ro àrd, chan eil ùine aig ions lithium a dhol a-steach don chill stòraidh, cruinnichidh iad air uachdar an stuth.
Mar a bhios na h-ianan sin a’ faighinn dealanan, bidh iad a’ criostalachadh dadaman lithium air uachdar an stuth, a dh’ fhaodadh a bhith cho cunnartach ri cus cosgais.Ma bhriseas a’ chùis bataraidh, spreadhadh e.Mar sin, bu chòir do dhìon bataraidh lithium-ion co-dhiù a bhith a’ toirt a-steach crìoch àrd bholtachd cosgais, crìoch nas ìsle de bholtachd sgaoilidh agus crìoch àrd an t-sruth.San fharsaingeachd, a bharrachd air cridhe bataraidh lithium, bidh truinnsear dìon ann, a tha gu sònraichte airson na trì dìon sin a thoirt seachad.Ach, tha e follaiseach nach eil plàta dìon nan trì dìon sin gu leòr, tachartasan spreadhaidh bataraidh lithium cruinne no tric.Gus dèanamh cinnteach à sàbhailteachd siostaman bataraidh, tha feum air sgrùdadh nas faiceallach air adhbhar spreadhaidhean bataraidh.
Adhbhar an spreadhaidh:
1. Polarachadh mòr a-staigh;
2.Tha am pìos pòla a 'gabhail a-steach uisge agus ag ath-fhreagairt leis an druma gas electrolyte;
3.The càileachd agus coileanadh an electrolyte fhèin;
4.The tomhas de lionn-stealladh nach urrainn coinneachadh ri riatanasan a 'phròiseas;
5. Tha coileanadh an ròin tàthaidh laser truagh sa phròiseas ullachaidh, agus lorgar aodion èadhair.
6. Tha e furasta do dhuslach agus duslach pìos pòla a bhith ag adhbhrachadh microshort circuit an toiseach;
7.Positive agus àicheil truinnsear thicker na an raon phròiseas, doirbh a shligean;
8. Duilgheadas ròin de stealladh leaghan, droch choileanadh ròin ball stàilinn a’ leantainn gu druma gas;
9.Shell balla slige stuth a tha a 'tighinn a-steach ro thiugh, tha deformation shligean a' toirt buaidh air an tighead;
10. Is e an teòthachd àrd àrainneachd a-muigh cuideachd prìomh adhbhar an spreadhaidh.
An seòrsa spreadhadh
Mion-sgrùdadh seòrsa spreadhaidh Faodar na seòrsaichean de spreadhadh cridhe bataraidh a sheòrsachadh mar chuairt ghoirid a-muigh, cuairt ghoirid a-staigh, agus cus cosgais.Tha an taobh a-muigh an seo a’ toirt iomradh air taobh a-muigh na cealla, a’ toirt a-steach a’ chuairt ghoirid air adhbhrachadh le droch dhealbhadh insulation a’ phasgan bataraidh a-staigh.Nuair a bhios cuairt ghoirid a ’tachairt taobh a-muigh na cealla, agus nach bi na pàirtean dealanach a’ gearradh dheth an lùb, cruthaichidh an cealla teas àrd a-staigh, ag adhbhrachadh gu bheil pàirt den electrolyte a ’falmhachadh, slige a’ bhataraidh.Nuair a tha teòthachd a-staigh a ’bhataraidh àrd gu 135 ceum Celsius, dùinidh am pàipear diaphragm de dheagh chàileachd an toll grinn, tha an ath-bhualadh electrochemical air a thoirt gu crìch no cha mhòr air a thoirt gu crìch, bidh an sruth a’ tuiteam, agus bidh an teòthachd cuideachd a ’tuiteam gu slaodach, mar sin a’ seachnadh an spreadhadh .Ach cumaidh pàipear diaphragm le droch ìre dùnaidh, no fear nach dùin idir, am bataraidh blàth, a ’falmhachadh barrachd electrolyte, agus mu dheireadh a’ spreadhadh còmhdach a ’bhataraidh, no eadhon ag àrdachadh teòthachd a’ bhataraidh chun àite far a bheil an stuth a ’losgadh. agus a’ spreadhadh.Tha an cuairteachadh goirid a-staigh air adhbhrachadh gu ìre mhòr le burr foil copair agus foil alùmanum a’ tolladh an diaphragm, no criostalan dendritic de dadaman lithium a’ tolladh an diaphragm.
Faodaidh na meatailtean beaga bìodach seo, coltach ri snàthad, cuairtean microshort adhbhrachadh.Leis gu bheil an t-snàthad gu math tana agus gu bheil luach dìon sònraichte aice, chan eil an sruth gu math mòr.Tha burrs foil copar alùmanum air adhbhrachadh sa phròiseas cinneasachaidh.Is e an t-iongantas a chaidh fhaicinn gu bheil am bataraidh ag aoidion ro luath, agus faodaidh a’ mhòr-chuid dhiubh a bhith air am briseadh a-mach le factaraidhean cealla no ionadan cruinneachaidh.Agus leis gu bheil na burrs beag, bidh iad uaireannan a’ losgadh dheth, a’ toirt air a’ bhataraidh tilleadh gu àbhaisteach.Mar sin, chan eil an coltachd de spreadhadh air adhbhrachadh le burr meanbh-chuairt ghoirid àrd.Faodaidh an leithid de shealladh, gu tric cosgais a dhèanamh bhon taobh a-staigh de gach factaraidh cealla, an bholtadh air a ’bhataraidh ìosal dona, ach is ann ainneamh a bhios spreadhadh, a’ faighinn taic staitistigeil.Mar sin, tha an spreadhadh a tha air adhbhrachadh le cuairt ghoirid a-staigh gu ìre mhòr air adhbhrachadh le cus cosgais.Leis gu bheil criostalan meatailt lithium coltach ri snàthad anns a h-uile àite air an duilleag electrode cùil le cus cosgais, tha puingean puncture anns a h-uile h-àite, agus bidh meanbh-chuairt ghoirid a ’tachairt anns a h-uile àite.Mar sin, bidh teòthachd na cealla ag èirigh mean air mhean, agus mu dheireadh bidh an teòthachd àrd a’ electrolyte gas.Tha an suidheachadh seo, co-dhiù a tha an teòthachd ro àrd airson an stuth spreadhaidh a dhèanamh, no chaidh an t-slige a bhriseadh an-toiseach, gus am bi an èadhar a-staigh agus lithium meatailt làidir oxidation, deireadh an spreadhaidh.
Ach chan eil an leithid de spreadhadh, air adhbhrachadh le cuairt ghoirid a-staigh air adhbhrachadh le cus cosgais, gu riatanach a’ tachairt aig àm cosgais.Tha e comasach gun sguir luchd-cleachdaidh a bhith a’ cur cosgais agus gun toir iad na fònaichean aca a-mach mus bi am bataraidh teth gu leòr airson stuthan a losgadh agus gas gu leòr a thoirt a-mach gus an còmhdach bataraidh a spreadhadh.Bidh an teas a thig bho na cuairtean goirid gu math slaodach a’ blàthachadh a’ bhataraidh agus, às deidh beagan ùine, a’ spreadhadh.Is e an tuairisgeul cumanta air luchd-cleachdaidh gun do thog iad am fòn agus gun do lorg iad gu robh e glè theth, an uairsin thilg iad air falbh e agus spreadh iad.Stèidhichte air na seòrsaichean spreadhaidh gu h-àrd, is urrainn dhuinn fòcas a chuir air casg cus cosgais, casg cuairt ghoirid bhon taobh a-muigh, agus leasachadh sàbhailteachd na cealla.Nam measg, buinidh casg overcharge agus cuairt ghoirid a-muigh do dhìon dealanach, a tha gu mòr co-cheangailte ri dealbhadh siostam bataraidh agus pasgan bataraidh.Is e prìomh phuing leasachadh sàbhailteachd cealla dìon ceimigeach agus meacanaigeach, aig a bheil deagh dhàimh le luchd-saothrachaidh cealla.
Trioblaid falaichte sàbhailte
Tha sàbhailteachd bataraidh lithium-ion chan ann a-mhàin co-cheangailte ri nàdar an stuth cealla fhèin, ach cuideachd co-cheangailte ri teicneòlas ullachaidh agus cleachdadh a ’bhataraidh.Bidh bataraidhean fòn-làimhe gu tric a’ spreadhadh, air an aon làimh, air sgàth fàilligeadh a’ chuairt dìon, ach nas cudromaiche, chan eil an taobh stuth air an duilgheadas fhuasgladh gu bunaiteach.
Tha stuth gnìomhach lithium catod searbhag cobalt na shiostam gu math aibidh ann am bataraidhean beaga, ach às deidh làn chosgais, tha tòrr ions lithium fhathast aig an anod, nuair a thathar an dùil gun tig cus cosgais, air fhàgail san anod de ian lithium chun an anod. , air a chruthachadh air an catod dendrite a’ cleachdadh cobalt acid lithium bataraidh overcharge corollary, eadhon anns a’ phròiseas cosgais is sgaoilidh àbhaisteach, Dh’ fhaodadh gum bi cus ianan lithium an-asgaidh don electrode àicheil gus dendrites a chruthachadh.Tha an lùth teòiridheach sònraichte de stuth lithium cobalate nas motha na 270 mah / g, ach chan eil an fhìor chomas ach leth den chomas teòiridheach gus dèanamh cinnteach à coileanadh rothaireachd.Anns a ’phròiseas cleachdaidh, air sgàth adhbhar air choireigin (leithid milleadh air an t-siostam riaghlaidh) agus bholtadh cosgais bataraidh ro àrd, thèid am pàirt eile de lithium anns an electrode dearbhach a thoirt air falbh, tron electrode gu uachdar an electrode àicheil ann an an cruth de thasgadh lithium meatailt gus dendrites a chruthachadh.Dendrites Pierce an diaphragm, a 'cruthachadh cuairt ghoirid a-staigh.
Is e prìomh phàirt an electrolyte carbonate, aig a bheil puing flash ìosal agus puing goil ìosal.Bidh e a 'losgadh no eadhon a' spreadhadh fo chumhachan sònraichte.Ma bhios am bataraidh a’ teasachadh cus, leanaidh e gu oxidation agus lughdachadh carbonate anns an electrolyte, a’ leantainn gu tòrr gas agus barrachd teas.Mura h-eil bhalbhaichean sàbhailteachd ann no mura tèid an gas a leigeil ma sgaoil tron bhalbhaid sàbhailteachd, bidh cuideam a-staigh a’ bhataraidh ag èirigh gu mòr agus ag adhbhrachadh spreadhadh.
Chan eil bataraidh lithium ian polymer electrolyte gu bunaiteach a ’fuasgladh na duilgheadas sàbhailteachd, thathas cuideachd a’ cleachdadh searbhag lithium cobalt agus electrolyte organach, agus tha an electrolyte colloidal, chan eil e furasta a dhol a-mach, bidh barrachd losgaidh a ’tachairt, is e losgadh an duilgheadas as motha a thaobh sàbhailteachd bataraidh polymer.
Tha cuid de dhuilgheadasan ann cuideachd le cleachdadh bataraidh.Faodaidh cuairt ghoirid a-muigh no a-staigh beagan cheudan amperes de shruth cus.Nuair a bhios cuairt ghoirid a-muigh a’ tachairt, bidh am bataraidh a’ sgaoileadh sruth mòr sa bhad, a’ caitheamh tòrr lùth agus a’ gineadh teas mòr air an aghaidh a-staigh.Bidh an cuairteachadh goirid a-staigh a’ cruthachadh sruth mòr, agus bidh an teòthachd ag èirigh, ag adhbhrachadh gum bi an diaphragm a ’leaghadh agus an raon cuairteachaidh goirid a’ leudachadh, agus mar sin a ’cruthachadh cearcall borb.
Feumaidh bataraidh ion lithium gus aon chealla 3 ~ 4.2V bholtachd obrach àrd a choileanadh, a thoirt gu bheil an bholtadh a tha nas àirde na 2V organach electrolyte, agus cleachdadh electrolyte organach ann an sruth àrd, bidh suidheachaidhean teòthachd àrd air an electrolyzed, electrolytic gas, ag adhbhrachadh barrachd cuideam a-staigh, bidh fìor dhroch bhriseadh tron t-slige.
Dh'fhaodadh overcharge a bhith a 'sgaradh lithium meatailt, ann an cùis briseadh shligean, conaltradh dìreach le èadhar, a' leantainn gu losgadh, aig an aon àm electrolyte lasadh, lasair làidir, leudachadh luath air gas, spreadhadh.
A bharrachd air an sin, airson bataraidh lithium-ion fòn-làimhe, mar thoradh air cleachdadh neo-iomchaidh, leithid eas-tharraing, buaidh agus toirt a-steach uisge a ’leantainn gu leudachadh bataraidh, deformachadh agus sgàineadh, msaa, a bheir gu cuairt ghoirid bataraidh, anns a’ phròiseas sgaoilidh no cosgais. le spreadhadh teas.
Sàbhailteachd bataraidhean lithium:
Gus cus cosgais no cus cosgais a sheachnadh air adhbhrachadh le cleachdadh neo-iomchaidh, tha uidheamachd dìon trì-fhillte air a shuidheachadh ann am bataraidh lithium-ion singilte.Is e aon dhiubh cleachdadh eileamaidean suidse, nuair a dh’ èiricheas teòthachd a ’bhataraidh, àrdaichidh an aghaidh aige, nuair a tha an teòthachd ro àrd, cuiridh e stad air an t-solar cumhachd gu fèin-ghluasadach;Is e an dàrna fear an stuth dealachaidh iomchaidh a thaghadh, nuair a dh ’èiricheas an teòthachd gu luach sònraichte, bidh na pores micron air an sgaradh a’ sgaoileadh gu fèin-ghluasadach, gus nach urrainn dha ianan lithium a dhol seachad, stadaidh ath-bhualadh taobh a-staigh a ’bhataraidh;Is e an treas fear a 'bhalbhaid sàbhailteachd a stèidheachadh (is e sin, an toll-adhair air mullach a' bhataraidh).Nuair a dh ’èiricheas cuideam a-staigh a’ bhataraidh gu luach sònraichte, fosglaidh a ’bhalbhaid sàbhailteachd gu fèin-ghluasadach gus dèanamh cinnteach à sàbhailteachd a’ bhataraidh.
Aig amannan, ged a tha ceumannan smachd sàbhailteachd aig a ’bhataraidh fhèin, ach air sgàth cuid de dh’ adhbharan air adhbhrachadh le fàilligeadh smachd, chan eil ùine aig dìth bhalbhaichean sàbhailteachd no gas a leigeil ma sgaoil tron bhalbhaid sàbhailteachd, bidh cuideam a-staigh a’ bhataraidh ag èirigh gu mòr agus ag adhbhrachadh spreadhadh.San fharsaingeachd, tha an lùth iomlan a tha air a stòradh ann am bataraidhean lithium-ion ann an co-rèireach ri an sàbhailteachd.Mar a bhios comas a ’bhataraidh a’ dol am meud, bidh meud a ’bhataraidh a’ dol am meud cuideachd, agus bidh an coileanadh sgaoilidh teas aige a ’dol sìos, agus bidh an comas ann an tubaistean a’ dol suas gu mòr.Airson bataraidhean lithium-ion a thathas a’ cleachdadh ann am fònaichean-làimhe, is e an riatanas bunaiteach gum bu chòir an coltachd de thubaistean sàbhailteachd a bhith nas lugha na aon ann am millean, a tha cuideachd mar an ìre as ìsle a ghabhas ris a’ phoball.Airson bataraidhean lithium-ion le comas mòr, gu sònraichte airson càraichean, tha e glè chudromach gabhail ri sgaoileadh teas èiginneach.
Tha an taghadh de stuthan electrode nas sàbhailte, stuth lithium manganese oxide, a thaobh structar moileciuil gus dèanamh cinnteach gu bheil na h-ianan lithium anns an electrode dearbhach air an toirt a-steach gu tur a-steach don toll gualain àicheil, gu bunaiteach a’ seachnadh gineadh dendrites.Aig an aon àm, structar seasmhach searbhag lithium manganese, gus am bi a choileanadh oxidation fada nas ìsle na searbhag lithium cobalt, teòthachd lobhadh searbhag cobalt lithium nas àirde na 100 ℃, eadhon air sgàth geàrr-chuairt taobh a-muigh taobh a-muigh (feumalachd), taobh a-muigh faodaidh cuairt ghoirid, cus cosgais, cuideachd an cunnart bho losgadh is spreadhadh a dh’ adhbhraicheas lithium meatailt precipitated a sheachnadh.
A bharrachd air an sin, faodaidh cleachdadh stuth lithium manganate cuideachd a ’chosgais a lughdachadh gu mòr.
Gus coileanadh an teicneòlas smachd sàbhailteachd a leasachadh, feumaidh sinn an-toiseach coileanadh sàbhailteachd cridhe bataraidh lithium-ion a leasachadh, a tha gu sònraichte cudromach airson bataraidhean le comas mòr.Tagh diaphragm le coileanadh dùnaidh teirmeach math.Is e àite an diaphragm pòlaichean adhartach is àicheil a’ bhataraidh a sgaradh fhad ‘s a tha e a’ ceadachadh ions lithium a dhol air adhart.Nuair a bhios an teòthachd ag èirigh, tha an membran dùinte mus leaghadh e, ag àrdachadh an aghaidh a-staigh gu 2,000 ohms agus a’ dùnadh an ath-bhualadh a-staigh.Nuair a ruigeas an cuideam no an teòthachd a-staigh an ìre ro-shuidhichte, fosglaidh a ’bhalbhaid dìon-spreadhaidh agus tòisichidh e a’ lughdachadh cuideam gus casg a chuir air cus cruinneachadh de ghas a-staigh, deformachadh, agus mu dheireadh thig gu spreadhadh sligean.Leasaich cugallachd smachd, tagh paramadairean smachd nas mothachaile agus gabh ri smachd aonaichte air grunn pharaimearan (a tha gu sònraichte cudromach airson bataraidhean le comas mòr).Airson comas mòr tha pasgan bataraidh lithium-ion na shreath / co-shìnte ioma-cheòl cealla, leithid bholtaids coimpiutair leabhar notaichean nas motha na 10V, comas mòr, mar as trice a ’cleachdadh sreath bataraidh singilte 3 gu 4 coinneachadh ri riatanasan bholtachd, agus an uairsin 2 gu 3 sreath de pasgan bataraidh co-shìnte, gus dèanamh cinnteach à comas mòr.
Feumaidh am pasgan bataraidh àrd-chomas fhèin a bhith uidheamaichte le gnìomh dìon an ìre mhath foirfe, agus bu chòir beachdachadh cuideachd air dà sheòrsa de mhodal bùird cuairteachaidh: modal ProtecTIonBoardPCB agus modal SmartBatteryGaugeBoard.Tha an dealbhadh dìon bataraidh gu lèir a’ toirt a-steach: dìon ìre 1 IC (casg cus cosgais bataraidh, cus cosgais, cuairt ghoirid), dìon ìre 2 IC (casg an dàrna overvoltage), fiùs, comharra LED, riaghladh teothachd agus co-phàirtean eile.Fon inneal dìon ioma-ìre, eadhon ann an cùis charger cumhachd neo-àbhaisteach agus laptop, chan urrainnear bataraidh an laptop a thionndadh ach chun staid dìon fèin-ghluasadach.Mura h-eil an suidheachadh dona, bidh e gu tric ag obair mar as trice às deidh dha a bhith air a phlugadh agus a thoirt air falbh gun spreadhadh.
Tha an teicneòlas bunaiteach a thathar a 'cleachdadh ann am bataraidhean lithium-ion a thathar a' cleachdadh ann an coimpiutairean-glùine agus fònaichean-làimhe mì-shàbhailte, agus feumar beachdachadh air structaran nas sàbhailte.
Ann an co-dhùnadh, le adhartas teicneòlas stuthan agus doimhneachd tuigse dhaoine mu na riatanasan airson dealbhadh, dèanamh, deuchainn agus cleachdadh bataraidhean lithium-ion, bidh àm ri teachd bataraidhean lithium-ion nas sàbhailte.
Ùine puist: Mar-07-2022