इलेक्ट्रिक वाहन बजार को तातो डिग्री द्वारा प्रभावित,लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू, विद्युतीय सवारी साधनहरु को एक मुख्य घटक को रूप मा, धेरै हद सम्म जोड दिइएको छ। मानिसहरू लामो जीवन, उच्च शक्ति, राम्रो सुरक्षा लिथियम-आयन ब्याट्री विकास गर्न प्रतिबद्ध छन्। ती मध्ये, को क्षीणनलिथियम आयन ब्याट्रीक्षमता सबैको ध्यानको लागि धेरै योग्य छ, लिथियम-आयन ब्याट्री वा संयन्त्रको क्षीणताको कारणहरूको मात्र पूर्ण बुझाइ, समस्या समाधान गर्न सही औषधि लेख्न सक्षम हुनको लागि, लिथियम-आयन ब्याट्री क्षमता किन क्षीणता?
लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको क्षमता घट्ने कारणहरू
1. सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री
LiCoO2 सामान्य रूपमा प्रयोग हुने क्याथोड सामग्रीहरू मध्ये एक हो (3C श्रेणी व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र पावर ब्याट्रीहरूले मूल रूपमा टर्नरी र लिथियम आइरन फस्फेट बोक्छन्)। चक्रहरूको संख्या बढ्दै जाँदा, सक्रिय लिथियम आयनको हानिले क्षमता क्षयमा थप योगदान दिन्छ। 200 चक्र पछि, LiCoO2 ले चरण ट्रान्जिसनबाट गुज्रिएको थिएन, बरु लेमेलर संरचनामा परिवर्तन भयो, जसले Li+ डि-इम्बेडिङमा कठिनाइहरू निम्त्यायो।
LiFePO4 सँग राम्रो संरचनात्मक स्थिरता छ, तर एनोडमा रहेको Fe3+ घुल्छ र ग्रेफाइट एनोडमा Fe मेटलमा घट्छ, परिणामस्वरूप एनोड ध्रुवीकरण बढ्छ। सामान्यतया Fe3+ विघटन LiFePO4 कणहरूको कोटिंग वा इलेक्ट्रोलाइटको छनोटद्वारा रोकिन्छ।
एनसीएम टर्नरी सामग्रीहरू ① ट्रान्जिसन मेटल अक्साइड क्याथोड सामग्रीमा ट्रान्जिसन मेटल आयनहरू उच्च तापमानमा भंग गर्न सजिलो हुन्छ, जसले गर्दा इलेक्ट्रोलाइटमा खाली हुन्छ वा नकारात्मक पक्षमा जम्मा हुन्छ जसले क्षमता क्षीणन गर्दछ; ② जब भोल्टेज 4.4V बनाम Li+/Li भन्दा माथि हुन्छ, तिर्नरी सामग्रीको संरचनात्मक परिवर्तनले क्षमतामा ह्रास निम्त्याउँछ; ③ Li-Ni मिश्रित पङ्क्तिहरू, जसले Li+ च्यानलहरूको अवरोध निम्त्याउँछ।
LiMnO4-आधारित लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा क्षमता ह्रासको मुख्य कारणहरू हुन् 1. अपरिवर्तनीय चरण वा संरचनात्मक परिवर्तनहरू, जस्तै Jahn-Teller aberration; र २. इलेक्ट्रोलाइटमा Mn को विघटन (इलेक्ट्रोलाइटमा HF को उपस्थिति), असमानता प्रतिक्रियाहरू, वा एनोडमा कमी।
2. नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री
ग्रेफाइटको एनोड साइडमा लिथियम वर्षाको उत्पादन (लिथियमको अंश "डेड लिथियम" हुन्छ वा लिथियम डेन्ड्राइटहरू उत्पन्न गर्दछ), कम तापमानमा, लिथियम आयन प्रसार सजिलै ढिलो हुन्छ जसले लिथियम वर्षामा नेतृत्व गर्दछ, र लिथियम वर्षा पनि हुने सम्भावना हुन्छ। जब N/P अनुपात धेरै कम छ।
एनोड साइडमा SEI फिल्मको बारम्बार विनाश र वृद्धिले लिथियमको कमी र ध्रुवीकरण बढाउँछ।
सिलिकन-आधारित एनोडमा लिथियम इम्बेडिङ/डे-लिथियम हटाउने दोहोर्याइएको प्रक्रियाले सजिलैसँग सिलिकन कणहरूको भोल्युम विस्तार र क्र्याक विफलता निम्त्याउन सक्छ। तसर्थ, सिलिकन एनोडको लागि, यसको भोल्युम विस्तारलाई रोक्नको लागि तरिका खोज्न यो विशेष गरी महत्वपूर्ण छ।
3. इलेक्ट्रोलाइट
इलेक्ट्रोलाइटमा कारकहरू जसले क्षमता घटाउन योगदान गर्दछलिथियम-आयन ब्याट्रीहरूसमावेश:
1. सल्भेन्ट्स र इलेक्ट्रोलाइट्सको विघटन (गम्भीर विफलता वा ग्यास उत्पादन जस्ता सुरक्षा समस्याहरू), जब अक्सिडेशन क्षमता 5V बनाम Li+/Li भन्दा बढी हुन्छ वा घटाउने क्षमता 0.8V (भिन्न इलेक्ट्रोलाइट विघटन भोल्टेज) भन्दा कम हुन्छ। फरक), विघटन गर्न सजिलो। इलेक्ट्रोलाइट (जस्तै LiPF6) को लागि, यो खराब स्थिरता को कारण उच्च तापमान (55 ℃ माथि) मा विघटन गर्न सजिलो छ;
2. चक्रहरूको संख्या बढ्दै जाँदा, इलेक्ट्रोलाइट र सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडहरू बीचको प्रतिक्रिया बढ्छ, जसले जन स्थानान्तरण क्षमता कमजोर बनाउँछ।
4. डायाफ्राम
डायाफ्रामले इलेक्ट्रोनहरूलाई रोक्न र आयनहरूको प्रसारण पूरा गर्न सक्छ। जे होस्, डायाफ्रामको Li+ को ढुवानी गर्ने क्षमता घटाइन्छ जब इलेक्ट्रोलाइट, इत्यादिको विघटन उत्पादनहरूद्वारा डायाफ्राम प्वालहरू अवरुद्ध हुन्छन्, वा जब उच्च तापक्रममा डायाफ्राम संकुचित हुन्छ, वा जब डायाफ्राम पुरानो हुन्छ। थप रूपमा, लिथियम डेन्ड्राइट्सको गठन डायफ्राम छेड्दै आन्तरिक सर्ट सर्किटको नेतृत्व गर्दछ यसको विफलताको मुख्य कारण हो।
5. तरल पदार्थ सङ्कलन
कलेक्टरको कारणले क्षमता गुमाउनुको कारण सामान्यतया कलेक्टरको जंग हो। तामालाई नकारात्मक कलेक्टरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ किनभने यो उच्च क्षमताहरूमा अक्सिडाइज गर्न सजिलो हुन्छ, जबकि एल्युमिनियमलाई सकारात्मक कलेक्टरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ किनभने कम क्षमतामा लिथियमसँग लिथियम-एल्युमिनियम मिश्र धातु बनाउन सजिलो हुन्छ। कम भोल्टेज (1.5V को रूपमा कम र तल, अधिक-डिस्चार्ज) अन्तर्गत, तामा इलेक्ट्रोलाइटमा Cu2+ मा अक्सिडाइज हुन्छ र नकारात्मक इलेक्ट्रोडको सतहमा जम्मा हुन्छ, लिथियमको डि-इम्बेडिङमा बाधा पुर्याउँछ, परिणामस्वरूप क्षमतामा ह्रास आउँछ। र सकारात्मक पक्षमा, को ओभरचार्जिंगब्याट्रीएल्युमिनियम कलेक्टरको पिटिङ्को कारण बनाउँछ, जसले आन्तरिक प्रतिरोध र क्षमतामा ह्रास निम्त्याउँछ।
6. चार्ज र डिस्चार्ज कारकहरू
अत्यधिक चार्ज र डिस्चार्ज मल्टिप्लायरहरूले लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको द्रुत क्षमता घटाउन सक्छ। चार्ज/डिस्चार्ज गुणकमा वृद्धिको मतलब ब्याट्रीको ध्रुवीकरण प्रतिबाधा तदनुसार बढ्छ, जसले क्षमतामा कमी ल्याउनेछ। थप रूपमा, उच्च गुणन दरहरूमा चार्ज र डिस्चार्ज गरेर उत्पन्न हुने प्रसार-प्रेरित तनावले क्याथोड सक्रिय सामग्रीको हानि र ब्याट्रीको द्रुत वृद्धावस्थामा निम्त्याउँछ।
ओभरचार्जिङ र ओभरडिस्चार्जिङ ब्याट्रीहरूको अवस्थामा, नकारात्मक इलेक्ट्रोड लिथियम वर्षाको लागि प्रवण हुन्छ, सकारात्मक इलेक्ट्रोड अत्यधिक लिथियम हटाउने संयन्त्र पतन हुन्छ, र इलेक्ट्रोलाइटको अक्सिडेटिभ विघटन (उप-उत्पादन र ग्यास उत्पादनको घटना) द्रुत हुन्छ। जब ब्याट्री ओभर-डिस्चार्ज हुन्छ, तामाको पन्नी भंग हुन्छ (लिथियम डि-इम्बेडिङमा बाधा पुर्याउँछ, वा सीधै तामाको डेन्ड्राइटहरू उत्पन्न गर्दछ), जसले क्षमता घटाउँछ वा ब्याट्री असफल हुन्छ।
चार्ज गर्ने रणनीति अध्ययनहरूले देखाएको छ कि जब चार्जिङ कट-अफ भोल्टेज 4V हुन्छ, उचित रूपमा चार्जिङ कट-अफ भोल्टेज (जस्तै, 3.95V) घटाउँदा ब्याट्रीको चक्र जीवन सुधार गर्न सक्छ। यो पनि देखाइएको छ कि ब्याट्री 100% SOC मा छिटो चार्ज गर्दा 80% SOC मा छिटो चार्ज गर्नु भन्दा छिटो बिग्रन्छ। साथै, ली एट अल। पल्सिङले चार्ज गर्ने क्षमतामा सुधार गर्न सक्ने भए तापनि ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोध उल्लेखनीय रूपमा बढ्नेछ र नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्रीको हानि गम्भीर छ।
7. तापक्रम
को क्षमता मा तापमान को प्रभावलिथियम-आयन ब्याट्रीहरूपनि धेरै महत्त्वपूर्ण छ। लामो समयको लागि उच्च तापक्रममा काम गर्दा, ब्याट्री भित्र साइड प्रतिक्रियाहरूमा वृद्धि हुन्छ (जस्तै, इलेक्ट्रोलाइटको विघटन), जसले क्षमताको अपरिवर्तनीय हानि निम्त्याउँछ। विस्तारित अवधिको लागि कम तापक्रममा सञ्चालन गर्दा, ब्याट्रीको कुल प्रतिबाधा बढ्छ (इलेक्ट्रोलाइट चालकता घट्छ, SEI प्रतिबाधा बढ्छ, र इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरूको दर घट्छ), र ब्याट्रीबाट लिथियम वर्षा हुने सम्भावना हुन्छ।
माथिको लिथियम-आयन ब्याट्री क्षमता ह्रासको मुख्य कारण हो, माथिको परिचय मार्फत म विश्वास गर्छु कि तपाईलाई लिथियम-आयन ब्याट्री क्षमता ह्रास को कारणहरु को समझ छ।
पोस्ट समय: जुलाई-24-2023