تظليل على أداء بطاريات الليثيوم

عندما امدادات الطاقة الخارجية للبطارية ليثيوم أيون، الإلكترونات الإلكترونية على القطب الموجب من خلال دائرة خارجية للذهاب القطب السالب، والليثيوم أيون ليثيوم + من القطب الموجب جزيئات المادة الفعالة "قفز" المنحل بالكهرباء، و "تسلق" الصغيرة الحجاب الحاجز لف المسامية، "السباحة" تصل إلى القطب السالب، جنبا إلى جنب مع يدير الالكترونية منذ فترة طويلة، في الداخل من القطب السالب جزيئات المادة الفعالة. وإذا كان الموقف من القطب السالب لم يحصل أيونات الليثيوم، وسوف تودع أيونات الليثيوم على سطح القطب السالب، ويتم تشكيل التغصنات الليثيوم، خارقة الحجاب الحاجز، مما تسبب في حدوث دائرة كهربائية قصيرة داخل البطارية، مما تسبب في هروب حراري وهكذا، في تصميم بطارية الليثيوم، والقطب تصميم الزائد السلبي غالبا ما تحتاج إلى تجنب مثل هذه الحالات، بما في ذلك جانبين:

(1) N / P تصميم هذه أن نسبة قدرة القطب السلبية في وحدة المساحة من قدرة القطب الموجب، ونسبة NP عموما ما بين 1.1 إلى 1.5، للتأكد من وجود فائض معين من القطب السالب لمنع ترسب التشعبات الليثيوم، وقيم معينة NP من المواد التي لا تتفق مع اعتبارات تصميم النظام.

(2) تصميم الطنف، يشير الطنف لطول التبويب القطب السالب وعرض الأجزاء الإيجابية والسلبية الأخرى من تعددية قطع القطب.

تصميم الجوانب المذكورة أعلاه من القطب الكهربائي الزائد يحتاج إلى النظر في قدرة هندسة تصنيع البطارية ، مثل دقة كثافة سطح الطلاء ، دقة حجم قطعة قطب ، دقة تجميع الخلية ، الخ ، في نطاق دقة الإنتاج ، من الضروري ضمان زيادة القطب السالب.من كثافة طاقة البطارية و من حيث التكلفة ، يجب أن يكون فائض الأنود عند أدنى مستوى ممكن ، ومع ذلك ، فإن الوضع الفعلي معقد بشكل خاص ، حيث يحتاج تصميم N / P وتصميم Overhang إلى النظر في عوامل مختلفة.

إذن ، ما هو تأثير تصميم Overhang على أداء بطاريات الليثيوم أيون؟ قام تيم داجيرا من جامعة مونستر في ألمانيا بتجربة خاصة لدراسة هذه المشكلة.

الشكل 1 مختلف تصميم تخطيطي Overhang

FIG المتراكمة. 1 هي تصاميم مختلفة والإجراءات وفقا للجدول (1) أعلاه قيام العديد من اختبار دورة الخلية، واختبار ICP قطع القطب التي قدمت في مراحل مختلفة من الأبحاث لوحة القطب السلبية للتوزيع تركيز الليثيوم. ويمثل الجدول 1 CCCV شحن SD 120H لا يقف تجارب التفريغ الذاتي، DCV تفعل يمثل 0.05C الجهد المستمر التفريغ الحالي مستمر بعد اختبار التفريغ.

الجدول 1 اختبار دورة البطارية الإجراء

FIG 2 هو أول كفاءة تصميم الطنف وتأثير ذلك على قدرة البطارية، مع الزيادة في القطب السالب يزيد من مساحة أول كفاءة البطارية ينخفض، بحيث يتم تقليل سعة البطارية تدريجيا في عملية الشحن، وهي جزء من أيونات الليثيوم في القطب السالب المنطقة الزائد نشرها، أولا مما تسبب انخفاض الكفاءة والقدرة. بعد أن سمح للتهمة الوقوف 120H 7TH التفريغ الذاتي، يتم تقليل سعة البطارية أبعد من ذلك، ويتم زيادة حجم الزائد عن منطقة القطب سلبية، مما يزيد من فقدان قدرة التفريغ الذاتي. ومع ذلك، فإن اللاحقة الشحن والتفريغ، وجزء قدرة يمكن استردادها مرة أخرى، عندما وجود فائض من منطقة القطب سلبية كبيرة نسبيا، ودورات الانتعاش قدرة أكثر، كما هو مبين في الشكل.

FIG 2 الطنف تأثير كفاءة أول تصميم وقدرة البطارية

الشكل 3 SD والنفوذ DCV على تصميم الطنف مختلفة

مع العملية المذكورة أعلاه من نشر أيونات الليثيوم، كما هو مبين، سمح للاختبار التفريغ الذاتي للوقوف بعد اتهامه، علامة التبويب القطب السالب من نشر بطارية ليثيوم أيون يحدث، علامة التبويب القطب المنطقة عبء السلبية داخل المنطقة كلها من توزيع موحد، والتي تشمل أيضا 4 هو مبين في ، وهي جزء من أيونات الليثيوم من نشر ومنطقة متداخلة من القطب الموجب إلى المنطقة المتراكمة، وتصريف المنطقة عبء يثيوم أيون يبقى في القطب السالب، يتم تقليل القدرة على التصريف. دورات لاحقة خلال جزء آخر من أيونات الليثيوم المنطقة المتراكمة المتبقية منتشر في منطقة التداخل مع إيجابية وظيفة ، واستعادة القدرات ، كما هو مبين في الشكل 3 ، قدرة التفريغ بعد دورة 8 أعلى من قدرة الشحن.

FIG 4 لوحة القطب السلبية للتوزيع تركيز الليثيوم: (أ) قطع القطب التخطيطي، بعد دورة السابعة (ب) بعد دورة السابعة الدولة من تهمة (بعد اختبار التفريغ الذاتي)، (C) حالة التفريغ، (د) التفريغ دورة لاحقة دولة

من أجل تسريع الأيونات الليثيوم المتبقية منتشر في منطقة عبء مناطق التداخل تلعب دورا، جنبا إلى جنب مع إفرازات ثابت الجهد الحالي صغير في التفريغ بعد 20 دورات، في المجال الكهربائي، ونشر بطارية ليثيوم أيون إلى عبء منطقة تسارع منطقة متداخلة، كما هو مبين في الشكل (3) بعد ذلك ، يكون استرجاع القدرة أكثر وضوحًا ، وكلما كانت مساحة منطقة التجميع أكبر ، زادت القدرة على الاستعادة.

الجدول 2 تركيز الليثيوم في منطقة overhang تحت حالات مختلفة

من أجل تأكيد النتيجة المذكورة أعلاه، والكتاب تفعل اختبار ICP، واختبار للتركيز الليثيوم في القطب المنطقة عبء السلبية، وترد في الجدول سم مكعب بعد خروجه من تركيز الليثيوم 0.81mg 2، إذا سمح للالتفريغ الذاتي ومن ثم تهمة الوقوف 120H المنطقة سم مكعب عبء كهربائيا تصريف تركيز الليثيوم هو وصفها 0.98mg الليثيوم نشر المتراكمة من المنطقة متداخلة إلى المنطقة، وتبقى بعد التفريغ في هذه المنطقة. وإذا كانت منطقة التفريغ بعد تراكم الإفرازات ثابت الجهد انخفض تركيز الليثيوم، وتشير إلى أن نشر الليثيوم في اللعب الخلفي المنطقة متداخلة، وتوزيع تركيز الليثيوم في التفاصيل في FIG. 5 FIG.

FIG 5 السلبي توزيع تركيز القطب قطعة الليثيوم: (أ) غير دوري، (ب) بعد قيام دولة تصريف 6th دورة (لا التفريغ الذاتي)، (بعد اختبار التفريغ الذاتي) (ج) بعد دولة تصريف دورة السابعة، (D ) بعد 20 دورات حالة التفريغ (اختبار أداء ثابت الجهد)

الخلاصة: إن عبء تؤثر على أداء الكهروكيميائية للبطارية، والتداخل الإيجابية والسلبية تماما، ليس هناك تصميم المتراكمة من أفضل أداء البطارية، ولكن لا يمكن أن يتحقق من دقة بسبب المشروع هذه الحالة، بطارية ليثيوم ولكن التحليل السهل أن تظهر المتراكمة حتى الآن، ونشر بطارية ليثيوم أيون. بقايا مما تسبب في فقدان القدرة، وخاصة إذا كان أكثر كبيرا الحفاظ على المدى الطويل في حالة شحن بعد التفريغ الحالي التفريغ المستمر الجهد بالإضافة إلى منطقة عبء صغيرة أيونات الليثيوم المتبقية يمكن منتشر الخلفي منطقة تداخل عملها.