Ideal lityum-ion batareyaga kelsak, uning aylanishi davomida sig'im balansi o'zgarmaydi va har bir tsikldagi dastlabki quvvat ma'lum bir qiymatga ega bo'lishi kerak. Biroq, aslida vaziyat ancha murakkab. Lityum ionlarining paydo bo'lishi yoki iste'mol qilinishi mumkin bo'lgan har qanday nojo'ya reaktsiya batareya quvvati balansida o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Batareyaning sig'imi balansi o'zgargandan so'ng, bu o'zgarish qaytarib bo'lmaydigan bo'lib, bir nechta tsikllar davomida to'planishi mumkin, bu batareyaning aylanish ishiga jiddiy ta'sir qiladi. Ta'sir qilish.
Lityum-ionli batareyalarning aylanish muddatiga ta'sir qiluvchi ko'plab omillar mavjud, ammo asosiy sabab shundaki, energiya uzatishda ishtirok etadigan lityum ionlari soni doimiy ravishda kamayib boradi. Shuni ta'kidlash kerakki, akkumulyatordagi lityum elementlarning umumiy miqdori kamaymagan, ammo faollashtirilgan lityum ionlari kamroq. Ular boshqa joylarda qamalgan yoki faoliyat kanallari to'sib qo'yilgan va ular zaryadlash va tushirish tsiklida erkin ishtirok eta olmaydi.
Keyin, oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasida ishtirok etishi kerak bo'lgan ushbu litiy ionlari qaerga ketishini aniqlasak, biz quvvatni pasaytirish mexanizmini aniqlay olamiz va litiy-ionli batareyalarning quvvatini pasaytirish tendentsiyasini kechiktirish uchun maqsadli choralar ko'rishimiz mumkin. . Lityum-ion batareyalarning ishlash muddatini yaxshilang.
1. Metall litiyning cho'kishi
Oldingi tahlil orqali biz lityum-ionli batareyalarda lityumning metall shakli bo'lmasligi kerakligini tushunamiz. Lityum element metall oksidlari, uglerod-litiy birikmalari yoki ionlar shaklida mavjud.
Metall lityumning cho'kishi odatda salbiy elektrod yuzasida sodir bo'ladi. Muayyan sabablarga ko'ra, lityum ionlari salbiy elektrod yuzasiga ko'chib o'tganda, lityum ionlarining bir qismi barqaror birikmalar hosil qilish uchun salbiy elektrodning faol moddasiga kirmaydi. Buning o'rniga ular elektronlarni olishadi va metall litiyga aylanish uchun salbiy elektrod yuzasiga joylashadilar va keyingi aylanish jarayonida ishtirok etmaydilar, natijada Imkoniyatlar kamayadi.
Bu holat odatda bir nechta sabablarga ko'ra yuzaga keladi: zaryadlash o'chirish kuchlanishidan oshib ketadi; yuqori tezlikda zaryadlash; salbiy elektrod materialining etarli emasligi. Haddan tashqari zaryadlangan yoki salbiy elektrod materiali etarli bo'lmaganda, salbiy elektrod musbat elektroddan ko'chib o'tadigan lityum ionlarini sig'dira olmaydi, natijada metall lityum cho'kadi. Yuqori tezlikda zaryad olayotganda, juda ko'p lityum ionlari qisqa vaqt ichida salbiy elektrodga etib boradi, bu esa tiqilib qolish va cho'kmaga olib keladi.
Metall lityumning cho'kishi nafaqat aylanish muddatini qisqartirishga olib keladi, balki og'ir holatlarda, musbat va salbiy elektrodlarning qisqa tutashuviga olib keladi va jiddiy xavfsizlik muammolarini keltirib chiqaradi.
Ushbu muammoni hal qilish uchun musbat va salbiy elektrod materiallarining oqilona nisbatiga ega bo'lish va shu bilan birga foydalanish chegarasidan oshib ketmaslik uchun lityum-ion batareyalardan foydalanish shartlarini qat'iy cheklash kerak. Albatta, tezlik ko'rsatkichlaridan boshlab, tsiklning ishlash muddati ham qisman yaxshilanishi mumkin.
2. Katodli materiallarning parchalanishi
Katod materiali sifatida ishlatiladigan lityum o'z ichiga olgan metall oksidi etarli darajada barqarorlikka ega bo'lsa-da, uzoq muddatli foydalanish paytida parchalanishda davom etadi va ba'zi elektrokimyoviy inert moddalar (masalan, Co3O4, Mn2O3 va boshqalar) va ba'zi yonuvchan gazlar paydo bo'ladi. Elektrodlar orasidagi sig'im muvozanati buziladi, bu esa quvvatning qaytarilmas yo'qolishiga olib keladi.
Bu holat, ayniqsa, haddan tashqari zaryadlanganda aniq ko'rinadi va ba'zida kuchli parchalanish va gaz chiqishi mumkin, bu nafaqat batareya quvvatiga ta'sir qiladi, balki jiddiy xavfsizlik xavfini ham keltirib chiqaradi.
Batareyaning zaryadlovchi kuchlanishini qat'iy cheklash bilan bir qatorda, katod materialining kimyoviy barqarorligi va termal barqarorligini yaxshilash ham tsiklning qisqarish tezligini kamaytirishning mumkin bo'lgan usuli hisoblanadi.
