სტატისტიკის მიხედვით, ლითიუმ-იონურ ბატარეებზე გლობალურმა მოთხოვნამ 1,3 მილიარდს მიაღწია და გამოყენების სფეროების უწყვეტი გაფართოებით, ეს მაჩვენებელი წლიდან წლამდე იზრდება.ამის გამო, სხვადასხვა ინდუსტრიაში ლითიუმ-იონური ბატარეების გამოყენების სწრაფი მატებასთან ერთად, ბატარეის უსაფრთხოების ეფექტურობა სულ უფრო თვალსაჩინო ხდება, რაც მოითხოვს არა მხოლოდ ლითიუმ-იონური ბატარეების შესანიშნავ დატენვას და განმუხტვას, არამედ მოითხოვს უფრო მაღალ დონეს. უსაფრთხოების შესრულების შესახებ.რომ ლითიუმის ბატარეები საბოლოოდ რატომ ხანძარი და თუნდაც აფეთქება, რა ზომების თავიდან აცილება და აღმოფხვრა შეიძლება?
პირველ რიგში, მოდით გავიგოთ ლითიუმის ბატარეების მატერიალური შემადგენლობა.ლითიუმ-იონური ბატარეების მოქმედება ძირითადად დამოკიდებულია გამოყენებული ბატარეების შიდა მასალების სტრუქტურასა და შესრულებაზე.ამ შიდა ბატარეის მასალებს მიეკუთვნება უარყოფითი ელექტროდის მასალა, ელექტროლიტი, დიაფრაგმა და დადებითი ელექტროდის მასალა.მათ შორის დადებითი და უარყოფითი მასალების არჩევანი და ხარისხი პირდაპირ განსაზღვრავს ლითიუმ-იონური ბატარეების მუშაობას და ფასს.აქედან გამომდინარე, იაფი და მაღალი ხარისხის დადებითი და უარყოფითი ელექტროდის მასალების კვლევა იყო ლითიუმ-იონური ბატარეების ინდუსტრიის განვითარების აქცენტი.
ნეგატიური ელექტროდის მასალა ძირითადად შერჩეულია ნახშირბადის მასალად და განვითარება შედარებით მომწიფებულია ამჟამად.კათოდური მასალების განვითარება გახდა მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც ზღუდავს ლითიუმ-იონური ბატარეის მუშაობის შემდგომ გაუმჯობესებას და ფასის შემცირებას.ლითიუმ-იონური ბატარეების ამჟამინდელი კომერციული წარმოებაში კათოდური მასალის ღირებულება შეადგენს ბატარეის მთლიანი ღირებულების დაახლოებით 40%-ს, ხოლო კათოდური მასალის ფასის შემცირება პირდაპირ განსაზღვრავს ლითიუმ-იონური ბატარეების ფასის შემცირებას.ეს განსაკუთრებით ეხება ლითიუმ-იონურ ბატარეებს.მაგალითად, პატარა ლითიუმ-იონური ბატარეა მობილური ტელეფონისთვის საჭიროებს მხოლოდ 5 გრამ კათოდურ მასალას, ხოლო ლითიუმ-იონური კვების ბატარეას ავტობუსის მართვისთვის შეიძლება დასჭირდეს 500 კგ-მდე კათოდური მასალა.
მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს თეორიულად მრავალი სახის მასალა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც Li-ion ბატარეების დადებითი ელექტროდი, საერთო დადებითი ელექტროდის მასალის მთავარი კომპონენტია LiCoO2.დატენვისას, ბატარეის ორ პოლუსზე დამატებული ელექტრული პოტენციალი აიძულებს დადებითი ელექტროდის ნაერთს გაათავისუფლოს ლითიუმის იონები, რომლებიც ჩანერგილია ლამელარული სტრუქტურის მქონე უარყოფითი ელექტროდის ნახშირბადში.გამონადენისას ლითიუმის იონები ნალექი გამოდის ნახშირბადის ლამელარული სტრუქტურიდან და უერთდება ნაერთს დადებით ელექტროდზე.ლითიუმის იონების მოძრაობა წარმოქმნის ელექტრო დენს.ეს არის ლითიუმის ბატარეების მუშაობის პრინციპი.
მიუხედავად იმისა, რომ პრინციპი მარტივია, რეალურ სამრეწველო წარმოებაში ბევრად უფრო პრაქტიკული საკითხებია გასათვალისწინებელი: დადებითი ელექტროდის მასალას სჭირდება დანამატები მრავალჯერადი დატენვისა და განმუხტვის აქტივობის შესანარჩუნებლად, ხოლო უარყოფითი ელექტროდის მასალა უნდა იყოს დაპროექტებული. მოლეკულური სტრუქტურის დონე მეტი ლითიუმის იონების განსათავსებლად;დადებით და უარყოფით ელექტროდებს შორის შევსებულ ელექტროლიტს, სტაბილურობის შენარჩუნების გარდა, ასევე უნდა ჰქონდეს კარგი ელექტროგამტარობა და შეამციროს ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა.
მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმ-იონურ ბატარეას აქვს ყველა ზემოაღნიშნული უპირატესობა, მაგრამ მისი მოთხოვნები დაცვის წრედზე შედარებით მაღალია, პროცესის გამოყენებისას მკაცრად უნდა იქნას აცილებული ზედმეტი დატენვის, გადატვირთვის ფენომენი, გამონადენის დენი არ უნდა იყოს ძალიან დიდი, ზოგადად, გამონადენი არ უნდა იყოს 0.2 C-ზე მეტი. ლითიუმის ბატარეების დატენვის პროცესი ნაჩვენებია სურათზე.დატენვის ციკლის დროს, ლითიუმ-იონურ ბატარეებს სჭირდებათ ამოიცნონ ბატარეის ძაბვა და ტემპერატურა დატენვის დაწყებამდე, რათა დადგინდეს შესაძლებელია თუ არა მისი დამუხტვა.თუ ბატარეის ძაბვა ან ტემპერატურა მწარმოებლის მიერ დაშვებულ დიაპაზონს მიღმაა, დატენვა აკრძალულია.დასაშვები დატენვის ძაბვის დიაპაზონი არის: 2.5V~4.2V თითო ბატარეაზე.
იმ შემთხვევაში, თუ ბატარეა ღრმა გამომცდელობაშია, დამტენს უნდა მოეთხოვოს წინასწარი დატენვის პროცესი, რათა ბატარეა აკმაყოფილებდეს სწრაფი დატენვის პირობებს;შემდეგ, ბატარეის მწარმოებლის მიერ რეკომენდებული სწრაფი დატენვის სიჩქარის მიხედვით, ზოგადად 1C, დამტენი ავსებს ბატარეას მუდმივი დენით და ბატარეის ძაბვა ნელა იზრდება;როგორც კი ბატარეის ძაბვა მიაღწევს დადგენილ შეწყვეტის ძაბვას (ზოგადად 4,1 ვ ან 4,2 ვ), მუდმივი დენის დამუხტვა წყდება და დამუხტვის დენი მას შემდეგ, რაც ბატარეის ძაბვა მიაღწევს დადგენილ ტერმინალურ ძაბვას (ზოგადად 4,1 ვ ან 4,2 ვ), მუდმივი დენის დამუხტვა ხდება. წყდება, დატენვის დენი სწრაფად იშლება და დამუხტვა შედის სრულ დატენვის პროცესში;სრული დატენვის პროცესში, დატენვის დენი თანდათან იშლება მანამ, სანამ დატენვის სიჩქარე არ შემცირდება C/10-ზე დაბლა ან სრული დატენვის დრო გადააჭარბებს, შემდეგ ის გადაიქცევა ზედ გათიშულ დატენვაში;ზემოდან დატენვის დროს დამტენი ავსებს ბატარეას ძალიან მცირე დატენვის დენით.ზედა შეწყვეტის დატენვის პერიოდის შემდეგ, დამუხტვა გამორთულია.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-15-2022