Batri ityòm vit chaj

Prete figi sa a ilistre pwosesis la chaje batri, abscissa a se tan a ak òdone a se vòltaj la. Li pral fè yon ti aktyèl pre-chaj pwosesis nan kòmansman an nan ityòm batri chaje, se sa ki, CC Pre-chaj, objektif la se estabilize materyèl yo pozitif ak negatif. Apre sa, apre eta batri a estab, li ka ajiste nan gwo aktyèl chaje, se sa ki, CC Fast Charge. Finalman, antre nan mòd konstan vòltaj chaje (CV). Pou pil ityòm, sistèm lan kòmanse mòd vòltaj konstan chaje apre detekte ke vòltaj la rive nan 4.2V, se aktyèl la chaje piti piti redwi, ak chaje a fini lè li se mwens pase yon sèten valè.

Nan tout pwosesis la, diferan pil gen diferan kouran chaje estanda. Pou egzanp, estanda batri a pou pwodwi 3C se jeneralman 0.1C-0.5C, ak pou pil pouvwa ki gen gwo pouvwa, chaje estanda a se jeneralman 1C. Chwazi yon aktyèl chaje pi ba tou konsidere sekirite batri a. Se poutèt sa, chaje abityèl la rapid refere a aktyèl la chaje ki se plizyè fwa a dè dizèn de fwa pi wo pase aktyèl la chaje kounye a.

Gen kèk moun ki di ke chaje yon batri ityòm se tankou vide byè. Li' s vit epi ranpli moute ak byè, men li gen yon anpil nan bave. Vide la se ralanti ak ralanti, men gen yon anpil nan byè, ki se yon bagay ki reyèl. Pandan ke chaje vit sove chaje tan, li pral lakòz tou pi gwo domaj nan batri nan tèt li. Akòz fenomèn nan polarizasyon nan batri a, aktyèl la chaj maksimòm ke li ka aksepte ap diminye ak ogmantasyon nan chaj la ak sik egzeyat. Lè chaj la kontinye ak chaj aktyèl la gwo, konsantrasyon ion nan elektwòd la ap ogmante, ak polarizasyon an ap ogmante. Vòltaj la tèminal pa ka dirèkteman lineyè pwopòsyonèl ak pouvwa a chaje / enèji. An menm tan an, lè chaje ak aktyèl segondè, ogmantasyon nan rezistans entèn yo ap ogmante efè a chofaj Joule (Q=I2Rt), ak lakòz reyaksyon bò, tankou dekonpozisyon nan reyaksyon nan elektwolit, pwodiksyon gaz ak yon seri de pwoblèm. Faktè risk la toudenkou ogmante, ki pral afekte sekirite batri a. Enfliyans, lavi pil ki pa pouvwa yo pral inevitableman vin pi kout anpil.

01 materyèl katod

Pwosesis la nan chaje vit nan pil ityòm se pwosesis la nan migrasyon rapid nan Li + nan materyèl la elektwòd pozitif nan elektwòd la negatif. Gwosè patikil materyèl elektwòd pozitif la ka afekte tan repons pwosesis elektwochimik batri a, chemen difizyon iyon yo, elatriye Selon rechèch, menm jan gwosè grenn materyèl la diminye, koyefisyan difizyon iyon ityòm yo ogmante. Sepandan, kòm gwosè a patikil nan materyèl la diminye, pral gen grav aglomerasyon patikil nan pwodiksyon an nan kaka, sa ki lakòz dispèsyon inegal. An menm tan an, nanopartikul yo ap diminye dansite konpaksyon nan moso poto yo epi kontakte elektwolit la pandan pwosesis chaj la ak egzeyat la. Zòn nan ogmante ak reyaksyon bò afekte pèfòmans batri a.

Yon metòd pi serye se rad ak modifye materyèl la elektwòd pozitif. Pou egzanp, konduktiviti nan LFP tèt li se pa trè bon. Apre sifas la kouvwi ak materyèl kabòn oswa lòt materyèl, konduktivite li yo ka amelyore, ki benefisye amelyore chaje vit nan batri a. pèfòmans.

02 Anod materyèl

Vit chaje nan pil ityòm vle di ke iyon ityòm yo byen vit ekstrè ak" naje" nan elektwòd negatif la. Nan moman sa a, materyèl la elektwòd negatif bezwen gen kapasite nan byen vit insert ityòm. Materyèl anod yo itilize pou chaje vit nan pil ityòm gen ladan materyèl kabòn, titanat ityòm ak lòt nouvo materyèl.

Pou materyèl kabòn, depi potansyèl la nan ensèsyon ityòm se menm jan ak potansyèl la nan presipitasyon ityòm, nan ka a nan chaje konvansyonèl yo, iyon ityòm yo jeneralman preferansyèlman eleman nan grafit, men anba vit chaje oswa kondisyon tanperati ki ba, iyon ityòm ka presipite sou la sifas yo fòme ityòm dendritik. Dendrite ityòm pèse SEI a, sa ki lakòz segondè pèt nan Li + ak diminye kapasite batri. Lè metal la ityòm rive nan yon sèten kantite, li ap grandi soti nan elektwòd la negatif nan séparation a, sa ki lakòz risk pou yo kout-sikwi batri a.

Pou LTO, li se yon" zewo souch" oksijèn ki gen materyèl elektwòd negatif, ki pa pwodwi SEI lè batri a ap travay, e li gen yon kapasite pi fò obligatwa ak iyon ityòm, ki ka satisfè kondisyon ki nan chaj vit ak egzeyat vit. An menm tan an, li se jisteman paske SEI a pa ka fòme, materyèl la elektwòd negatif pral dirèkteman kontakte elektwolit la, ki ankouraje ensidan an nan reyaksyon bò. Pwoblèm pwodiksyon gaz nan pil LTO pa ka rezoud pou yon tan long epi yo ka sèlman soulaje pa modifikasyon sifas yo.

03 Solisyon elektwòd

Kòm mansyone pi bonè, akòz enkonsistans nan vitès migrasyon ityòm ion ak vitès transmisyon elèktron pandan chaje vit, batri a pral gen yon pi gwo polarizasyon. Se konsa, yo nan lòd pou misyon pou minimize reyaksyon negatif ki te koze pa polarizasyon batri, twa pwen sa yo pral direksyon rechèch elektwolit ak devlopman: 1. Segondè disosyasyon sèl degre elektwolit; 2. Solvant rekombinasyon-pi ba viskozite; 3. Entèfas kontwòl-manbràn enpedans Lower.

04 Relasyon ki genyen ant teknoloji pwodiksyon ak chaje vit

Précédemment, kondisyon yo ak efè nan chaje vit yo te analize soti nan twa materyèl kle, tankou materyèl elektwòd pozitif ak negatif ak likid elektwòd. Sa ki anba la a se yon konsepsyon pwosesis ki gen yon enpak relativman gwo. Paramèt pwosesis fabrikasyon batri a afekte dirèkteman rezistans migrasyon iyon ityòm nan divès pati nan batri a anvan ak apre batri a aktive, kidonk paramèt pwosesis fabrikasyon batri a gen yon enpak enpòtan sou pèfòmans batri ityòm ion an.

(1) Lisier

Konsènan pwopriyete yo nan sispansyon an, yon sèl aspè se kenbe yon dispèsyon inifòm nan ajan an kondiktif. Paske ajan kondiktif la respire distribiye nan mitan patikil materyèl aktif yo, yo ka fòme yon rezo kondiktif relativman inifòm ant materyèl aktif yo ak ant materyèl aktif la ak pèseptè aktyèl la, ki gen fonksyon kolekte kouran mikwo, diminye rezistans kontak, ak ogmante vitès elektwon yo. . Lòt aspè a se anpeche sou-dispèsyon ajan kondiktif la. Pandan pwosesis chaj la ak egzeyat, estrikti kristal materyèl pozitif ak negatif yo ap chanje, sa ki ka lakòz ajan kondiktè a kale, ogmante rezistans entèn batri a, epi afekte pèfòmans lan.

(2) Pòl dansite zòn moso

Nan teyori, pousantaj-kalite pil ak pil-wo kapasite pa ka gen tou de. Lè dansite sifas moso pozitif ak negatif poto yo ba, yo ka ogmante pousantaj difizyon nan iyon ityòm, epi yo ka redwi rezistans nan migrasyon ion ak elèktron. Pi ba dansite a areal, mens la moso poto a, ak pi piti a chanjman nan estrikti a nan moso poto a ki te koze pa ensèsyon kontinyèl la ak ekstraksyon nan iyon ityòm pandan chaje ak dechaje. Sepandan, si dansite Areal la twò ba, yo pral redwi dansite enèji batri a epi pri a ap ogmante, kidonk yon konsiderasyon konplè sou dansite Areal la obligatwa. Figi sa a se yon egzanp 6C chaje ak 1C dechaje nan ityòm cobalt oksid batri, ou ka wè:

(3) Konsistans nan kouch moso poto

Yon zanmi te mande anvan, èske dansite sifas konsistan nan poto yo ap afekte batri a? By wout la, pou pèfòmans chaje vit, li se sitou konsistans nan moso poto negatif la. Si dansite sifas elektwòd negatif la konsistan, apre yo fin woule, porositë entèn nan materyèl aktif la pral byen diferan. Diferans nan porositë ap lakòz diferans lan nan distribisyon entèn aktyèl la, afekte fòmasyon ak pèfòmans nan SEI nan etap fòmasyon batri a, epi finalman afekte pèfòmans chaje vit nan batri a.

(4) Densite konpaksyon pyès poto

Poukisa yo ta dwe pyès la poto Compact? Youn nan se ogmante enèji a espesifik nan batri a, ak lòt la se amelyore pèfòmans nan batri. Diferan materyèl elektwòd gen diferan dansite konpaksyon optimal. Ogmante dansite a konpaksyon, ki pi piti a porositë nan moso nan poto elektwòd, pi sere a koneksyon ki genyen ant patikil yo, ak ki pi piti a epesè nan moso nan poto anba menm dansite a areal, konsa diminye chemen an migrasyon nan iyon ityòm. Lè dansite konpaksyon an twò wo, efè enfiltrasyon elektwolit la pa bon, sa ki ka domaje estrikti materyèl la ak distribisyon ajan kondiktif, ak pwoblèm likidasyon ap fèt pita. Menm bagay la tou se chaj la 6C nan ityòm cobalt oksid batri 1C egzeyat, enpak la nan dansite konpaksyon sou egzeyat kapasite espesifik se jan sa a:

05 Chimik aje ak lòt moun

Pou pil anod kabòn, fòmasyon-aje se yon pwosesis kle pou pil ityòm, ak pwosesis sa a ap afekte bon jan kalite a nan SEI. Epesè a inegal oswa estrikti enstab nan SEI a ap afekte kapasite nan chaje vit ak lavi sik nan batri a.

Anplis CI-dessus plizyè faktè enpòtan, sèlil pwodiksyon ak chaje ak dechaje sistèm ap gen yon pi gwo enpak sou pèfòmans ityòm pil. Kòm se tan an itilize pwolonje, yo ta dwe batri chaje pousantaj la redwi modera, otreman li pral ogmante polarizasyon.

Konklizyon

Sans nan chaje rapid ak dechaje nan pil ityòm se ke iyon ityòm ka byen vit ekstrè ant materyèl yo pozitif ak negatif. Pwopriyete materyèl batri, konsepsyon pwosesis, ak sistèm chaje ak dechaje pral tout gen yon enpak sou pèfòmans aktyèl segondè chaje. Estabilite estriktirèl nan materyèl elektwòd pozitif ak negatif yo pa pral lakòz efondreman estriktirèl pandan pwosesis rapid pou retire ityòm, epi iyon ityòm yo difize pi vit nan materyèl la pou kenbe tèt ak gwo chaje aktyèl la. Akòz dezakò ki genyen ant vitès migrasyon ion ak pousantaj transmisyon elèktron, polarizasyon ap fèt pandan chaje ak dechaje. Li nesesè diminye polarization otank posib pou anpeche presipitasyon metal ityòm epi redwi kapasite pou afekte lavi a.