Remiantis statistika, pasaulinė ličio jonų baterijų paklausa pasiekė 1,3 mlrd., o nuolat plečiantis pritaikymo sritims šis skaičius kasmet didėja. Dėl šios priežasties, sparčiai didėjant ličio jonų akumuliatorių naudojimui įvairiose pramonės šakose, baterijos sauga tampa vis svarbesnė, todėl reikia ne tik puikių ličio jonų baterijų įkrovimo ir iškrovimo, bet ir aukštesnio lygio. saugos efektyvumą. Tai ličio baterijos galų gale kodėl gaisras ir net sprogimas, kokių priemonių galima išvengti ir pašalinti?
Visų pirma, supraskime ličio baterijų medžiagų sudėtį. Ličio jonų akumuliatorių našumas daugiausia priklauso nuo naudojamų baterijų vidinių medžiagų struktūros ir veikimo. Šios vidinės baterijos medžiagos yra neigiamo elektrodo medžiaga, elektrolitas, diafragma ir teigiamo elektrodo medžiaga. Tarp jų teigiamų ir neigiamų medžiagų pasirinkimas ir kokybė tiesiogiai lemia ličio jonų akumuliatorių našumą ir kainą. Todėl plėtojant ličio jonų baterijų pramonę daugiausia dėmesio buvo skiriama pigių ir aukštos kokybės teigiamų ir neigiamų elektrodų medžiagų tyrimams.
Neigiamo elektrodo medžiaga paprastai pasirenkama kaip anglies medžiaga, o plėtra šiuo metu yra gana subrendusi. Katodinių medžiagų kūrimas tapo svarbiu veiksniu, ribojančiu tolesnį ličio jonų baterijos veikimo gerinimą ir kainų mažinimą. Dabartinėje komercinėje ličio jonų baterijų gamyboje katodinės medžiagos kaina sudaro apie 40% visos baterijos kainos, o katodinės medžiagos kainos sumažėjimas tiesiogiai lemia ličio jonų baterijų kainos sumažėjimą. Tai ypač pasakytina apie ličio jonų maitinimo elementus. Pavyzdžiui, nedidelei mobiliojo telefono ličio jonų baterijai reikia tik apie 5 gramus katodo medžiagos, o ličio jonų maitinimo akumuliatoriui, skirtai vairuoti autobusą, gali prireikti iki 500 kg katodo medžiagos.
Nors teoriškai yra daug medžiagų, kurios gali būti naudojamos kaip teigiamas ličio jonų akumuliatorių elektrodas, pagrindinė bendros teigiamo elektrodo medžiagos sudedamoji dalis yra LiCoO2. Įkraunant elektrinis potencialas, pridedamas prie dviejų akumuliatoriaus polių, priverčia teigiamo elektrodo junginį išskirti ličio jonus, kurie yra įterpti į neigiamo elektrodo anglį su sluoksnine struktūra. Išsikrovę ličio jonai nusėda iš anglies lamelinės struktūros ir rekombinuojasi su junginiu prie teigiamo elektrodo. Ličio jonų judėjimas sukuria elektros srovę. Tai yra ličio baterijų veikimo principas.
Nors principas yra paprastas, pramoninėje gamyboje reikia apsvarstyti daug daugiau praktinių klausimų: teigiamo elektrodo medžiagai reikia priedų, kad būtų išlaikytas daugkartinio įkrovimo ir iškrovimo aktyvumas, o neigiamo elektrodo medžiaga turi būti suprojektuota molekulinės struktūros lygis, kad tilptų daugiau ličio jonų; tarp teigiamo ir neigiamo elektrodų užpildytas elektrolitas, be stabilumo, taip pat turi turėti gerą elektros laidumą ir sumažinti vidinę akumuliatoriaus varžą.
Nors ličio jonų akumuliatorius turi visus pirmiau minėtus pranašumus, tačiau jo reikalavimai apsaugos grandinei yra gana aukšti, naudojant procesą reikia griežtai vengti per didelio įkrovimo, per didelio iškrovimo reiškinio, iškrovos srovė neturėtų būti būti per didelis, apskritai iškrovos greitis neturi būti didesnis nei 0,2 C. Ličio baterijų įkrovimo procesas parodytas paveikslėlyje. Įkrovimo ciklo metu ličio jonų akumuliatoriai turi aptikti akumuliatoriaus įtampą ir temperatūrą prieš pradedant įkrauti, kad nustatytų, ar galima jį įkrauti. Jei akumuliatoriaus įtampa arba temperatūra nepatenka į gamintojo leistiną diapazoną, įkrauti draudžiama. Leidžiamas įkrovimo įtampos diapazonas yra: 2,5–4,2 V vienai baterijai.
Jei akumuliatorius yra giliai išsikrovęs, įkroviklis turi atlikti išankstinį įkrovimo procesą, kad akumuliatorius atitiktų greito įkrovimo sąlygas; tada pagal akumuliatoriaus gamintojo rekomenduojamą greito įkrovimo greitį, paprastai 1C, įkroviklis įkrauna akumuliatorių pastovia srove ir akumuliatoriaus įtampa kyla lėtai; akumuliatoriaus įtampai pasiekus nustatytą galios įtampą (paprastai 4,1 V arba 4,2 V), nuolatinės srovės įkrovimas nutraukiamas ir įkrovimo srovė. nutrūksta, įkrovimo srovė greitai mažėja ir įkrovimas pereina į pilną įkrovimo procesą; viso įkrovimo proceso metu įkrovimo srovė palaipsniui mažėja, kol įkrovimo greitis sumažėja iki žemiau C/10 arba viršijamas visas įkrovimo laikas, tada ji pereina į viršutinį ribinį įkrovimą; viršutinio atjungimo įkrovimo metu įkroviklis papildo akumuliatorių labai maža įkrovimo srove. Pasibaigus viršutinio įkrovimo laikotarpiui, įkrovimas išjungiamas.
Paskelbimo laikas: 2022-11-15