Pîlên lîtiumê xwedan avantajên veguheztinê û barkirina bilez in, ji ber vê yekê çima bataryayên asîdê yên asîdê û bataryayên din ên duyemîn hîn jî li sûkê belav dibin?
Ji bilî pirsgirêkên lêçûn û qadên cûda yên serîlêdanê, sedemek din jî ewlehî ye.
Litium metala herî çalak a cîhanê ye.Ji ber ku taybetmendiyên wê yên kîmyewî pir çalak in, dema ku metalê lîtium bi hewayê ve tê xuyang kirin, ew ê bi oksîjenê re reaksiyonek oksîjenê ya tund hebe, ji ber vê yekê ew mêldarê teqîn, şewitandin û diyardeyên din e.Wekî din, reaksiyona redox dê di hundurê battera lîtiumê de di dema barkirin û dakêşandinê de jî çêbibe.Teqîn û şewitandina xwebexş bi giranî ji ber kombûn, belavbûn û berdana battera lîtiumê piştî germkirinê pêk tê.Bi kurtasî, bataryayên lîtiumê dê di dema pêvajoya barkirin û dakêşanê de gelek germahiyê biafirînin, ku dê bibe sedema bilindbûna germahiya hundurîn a pîlê û germahiya nehevseng di navbera bataryayên kesane de, bi vî rengî dibe sedema performansa bêserûber a pîlê.
Tevgerên neewle yên bataryaya lîtium-îonê ya germî (di nav de barkirin û daxistina zêde, barkirin û dakêşana bilez, çerxa kurt, şert û mercên destdirêjiya mekanîkî, şoka germahiya bilind, hwd.) dibe ku di hundurê pîlê de reaksiyonên alîgir ên xeternak derxe holê û germê çêbike, rasterast zirarê dide fîlima pasîf li ser elektroda neyînî û rûbera elektrodê erênî.
Gelek sedem hene ku dibe sedema qezayên germî yên bataryayên lîtium ion.Li gorî taybetmendiyên lêdanê, ew dikare li ser xistina destdirêjiya mekanîkî, tehlîlkirina destdirêjiya elektrîkê û tehlkirina destavêtina termal were dabeş kirin.Destdirêjiya mekanîkî: behsa akupunkturê, derxistin û bandora tiştên giran ên ku ji ber lêdana wesayîtê têne çêkirin;Destdirêjiya elektrîkê: bi gelemperî ji ber rêveberiya nerast a voltaja an têkçûna pêkhateya elektrîkê, di nav de kurtefîlm, zêdebarkirin û dakêşana zêde;Nerazîbûna germê: ji ber germbûna zêde ya ku ji hêla rêveberiya nerast a germahiyê ve hatî çêkirin.
Ev her sê rêbazên teşqele bi hev ve girêdayî ne.Destdirêjiya mekanîkî bi gelemperî dê bibe sedema deformasyon an qutbûna diafragma pîlê, ku di encamê de têkiliyek rasterast di navbera polên erênî û neyînî yên pîlê û kurteya kurt de çêdibe, û di encamê de destdirêjiya elektrîkê çêdibe;Lêbelê, di bin şert û mercên xirabkirina elektrîkê de, hilberîna germê ya wekî germa Joule zêde dibe, dibe sedema ku germahiya pîlê bilind bibe, ku berbi destdirêjiya germahiyê ve diçe, reaksiyona laşê hilberîna germê ya zincîreyê di hundurê pîlê de zêde dibe, û di dawiyê de dibe sedema bûyerê. ji germahiya pîlê direve.
Rabûna termal a bataryayê ji ber vê yekê ye ku rêjeya hilberîna germê ya pîlê ji rêjeya belavbûna germê pir zêde ye, û germahî bi rêjeyek mezin tê berhev kirin lê di wextê de belav nabe.Di eslê xwe de, "revîna termal" pêvajoyek çerxa vegerandina enerjiyê ya erênî ye: bilindbûna germahiyê dê bibe sedem ku pergalê germ bibe, û germahî dê piştî germbûna pergalê bilind bibe, ku di encamê de dê pergalê germtir bike.
Pêvajoya dûrbûna termal: dema ku germahiya hundurê pîlê bilind dibe, fîlima SEI ya li ser rûyê fîlima SEI di bin germahiya bilind de hilweşe, îyona lîtiumê ya ku di grafît de cîh girtiye dê bi elektrolît û binderê re reaksiyonê bike, û germahiya pîlê zêde bike. heta 150 ℃, û di vê germahiyê de reaksiyonek nû ya biyanî ya tundûtûjî dê çêbibe.Dema ku germahiya pîlê digihîje jor 200 ℃, maddeya katodê diqelişe, rêjeyek mezin germahî û gazê berdide, û pîlê dest pê dike û bi domdarî germ dibe.Anoda lîtiumê ya binavkirî di 250-350 ℃ de dest bi reaksiyonê bi elektrolîtê kir.Matereya katodê ya barkirî dest bi reaksiyona hilweşîna tundûtûj dike, û elektrolît reaksiyona oksîdasyonê ya tund derbas dike, germek mezin berdide, germahiya bilind û hejmarek mezin a gazê çêdike, dibe sedema şewitandin û teqîna pîlê.
Pirsgirêka barîna dendrîta lîtiumê di dema barkirina zêde de: Piştî ku pîlê kobalata lîtiumê bi tevahî tê barkirin, hejmareke mezin ji îyonên lîtiumê di elektroda erênî de dimîne.Ango, katod nikare zêdetir îyonên lîtiumê yên girêdayî katodê bigire, lê di rewşa zêde barkirî de, îyonên lîtiumê yên zêde yên li ser katodê dê dîsa jî berbi katodê ve biçin.Ji ber ku ew nekarin bi tevahî werin girtin, lîtium metal dê li ser katodê çêbibe.Ji ber ku ev metal lîtium krîstalek dendikî ye, jê re dendik tê gotin.Ger dendrit pir dirêj be, qulkirina diafragmayê hêsan e, û dibe sedema kurteya hundurîn.Ji ber ku pêkhateya sereke ya elektrolîtê karbonat e, xala şewatê û xala kelandinê kêm e, ji ber vê yekê ew ê di germahiya bilind de bişewite an jî biteqe.
Ger ew bataryayek lîtiumê ya polîmer be, elektrolît koloidal e, ku meyla şewitandina tundtir e.Ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê, zanyar hewl didin ku li şûna materyalên katodê ewledar biguhezînin.Materyalên pîlê lîtium manganate hin avantajên xwe hene.Ew dikare piştrast bike ku îyona lîtiumê ya elektroda erênî dikare bi tevahî di qulika karbonê ya elektroda negatîf de di bin rewşa barkirinê ya tije de were bicîh kirin, li şûna ku di elektroda erênî de hin bermayiyên mîna kobalata lîtiumê hebin, ku heya radeyekê ji hilberîna dendrites.Struktura stabîl a manganate lîtium performansa oksîdasyona wê ji ya kobalata lîtium pir kêmtir dike.Tewra ku pêvekek kurt a derveyî hebe (li şûna pêvekek kurt a hundurîn), ew bi bingehîn dikare ji şewat û teqîna ku ji ber barîna metala lîtiumê pêk tê dûr bixe.Fosfata hesinê lîtium xwedan aramiya germî ya bilindtir û kapasîteya oksîdasyona elektrolîtê kêmtir e, ji ber vê yekê ew xwedan ewlehiya bilind e.
Kêmbûna pîrbûna battera lîtium ion bi kêmbûna kapasîteyê û zêdebûna berxwedana hundurîn ve tê xuyang kirin, û mekanîzmaya kêmbûna pîrbûna hundurîn windakirina materyalên çalak ên erênî û neyînî û windakirina îyonên lîtiumê yên berdest vedihewîne.Dema ku maddeya katodê pîr dibe û xera dibe, û kapasîteya katodê têrê nake, xetera pêşkeftina lîtiumê ji katodê pirtir dibe.Di bin şerta dakêşana zêde de, potansiyela katodê berbi lîtiumê dê ji jor 3V rabe, ku ji potansiyela belavbûna sifir bilindtir e, dibe sedema hilweşîna kolektorê sifir.Îyonên sifirê yên helbûyî dê li ser rûxara katodê bibarin û dendikên sifir çêbibin.Dendritên sifir dê di nav diafragmayê re derbas bibin, dibe sedema kurteya hundurîn, ku bi giranî bandorê li performansa ewlehiya pîlê dike.
Wekî din, berxwedana zêdebarkirina bataryayên kevin dê heya radeyekê kêm bibe, nemaze ji ber zêdebûna berxwedana hundurîn û kêmbûna madeyên çalak ên erênî û neyînî, ku di encamê de zêdebûna germa joule di dema pêvajoya barkirina bataryayê de zêde dibe.Di bin barkirina kêm zêde de, dibe ku reaksiyonên alîgir çêbibin, ku bibe sedema qutbûna termal a bataryayê.Di warê aramiya germî de, pêşkeftina lîtium ji katodê dê bibe sedema kêmbûnek tund a aramiya germî ya pîlê.
Bi gotinek, performansa ewlehiyê ya pîlê pîr dê pir kêm bibe, ku dê ewlehiya pîlê bi giranî bixe xetereyê.Çareseriya herî gelemperî ew e ku pergala hilanînê ya enerjiya batterê bi pergala rêveberiya batterê (BMS) ve were girêdan.Mînakî, 8000 18650 bataryayên ku di Tesla Model S de têne bikar anîn dikarin çavdêriya rast-demê ya pîvanên laşî yên cihêreng ên pîlê binirxînin, rewşa karanîna batterê binirxînin, û bi pergala rêveberiya wê ya batterê ve tespîtkirina serhêl û hişyariya zû bikin.Di heman demê de, ew dikare kontrolkirina dakêşandin û barkirinê, rêveberiya balansa batterê û rêveberiya termal jî pêk bîne.
Dema şandinê: Dec-02-2022