เมื่อมีการเรียกเก็บแหล่งจ่ายไฟภายนอกไปยังแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน E-e บนขั้วบวกทำงานผ่านวงจรภายนอกเพื่อขั้วบวกและลิเธียมไอออน Li + เป็น ' กระโดดลงไปใน ' อิเล็กโทรไลต์จากภายในของอนุภาคสารที่ใช้งานในเชิงบวก, ' ปีนขึ้นไปในรูขุมขนขนาดเล็กที่มีการคดเคี้ยวบนไดอะแฟรม, ' ว่ายน้ำ ' เพื่อลบ, ลงในอนุภาคสารที่ใช้งานขั้วบวกภายใน ถ้าแคโทดไม่ยอมรับตำแหน่งของไอออนลิเธียมไอออนจะทวีปบนพื้นผิวขั้วบวกขึ้นรูปลิเธียมไดรต์, เจาะไดอะแฟรม, ส่งผลให้มีการลัดวงจรภายในแบตเตอรี่, เรียกหลบหนีความร้อน.
ดังนั้นในการออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียม, ขั้วบวกมักจะต้องมีการออกแบบมากเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ดังกล่าวรวมทั้งสองด้าน:
(1) การออกแบบ n/p นั่นคืออัตราส่วนของกำลังการผลิตที่เป็นค่าลบของพื้นที่หน่วยเพื่อความจุเชิงบวกอัตราส่วนมาตรฐาน NP คือ 1.1-1.5 เพื่อให้แน่ใจว่าอิเล็กโทรดที่เป็นค่าที่มีส่วนเกินบางอย่างเพื่อหลีกเลี่ยงการไดรต์แบตเตอรี่ลิเทียม, ค่าที่เฉพาะเจาะจงตามการออกแบบของระบบวัสดุที่ไม่ได้รับการพิจารณา
(2) การออกแบบกรม, กรมหมายถึงความยาวของชิ้นขั้วแคโทดและความกว้างของทิศทางมากกว่าชิ้นส่วนขั้วบวกและลบของส่วน ส่วนเกินค่าลบมากกว่าสองแง่มุมของการออกแบบที่ต้องพิจารณาความสามารถทางวิศวกรรมการผลิตแบตเตอรี่เช่นความถูกต้องความหนาแน่นของผิวเคลือบความถูกต้องของขนาดชิ้นที่มีความแม่นยำของการประกอบเซลล์ในช่วงความแม่นยำในการผลิตต้องแน่ใจว่าส่วนเกินที่เป็นค่าลบ จากความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่และการพิจารณาค่าใช้จ่ายส่วนเกินค่าลบควรจะต่ำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้
อย่างไรก็ตาม, สถานการณ์ที่เกิดขึ้นจริงมีความซับซ้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง, การออกแบบ n/p และการออกแบบที่กรมทั้งหมดจำเป็นต้องพิจารณาแต่ละปัจจัยด้านที่ครอบคลุม. ดังนั้น, การออกแบบกรมมีประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน?
ทิม Daggera ของมหาวิทยาลัยเลสเตอร์เยอรมนีได้ทดลองพิเศษในการศึกษาปัญหา
แผนผังที่1ของการออกแบบกรมที่แตกต่างกัน รูปที่1เป็นการออกแบบกรมที่แตกต่างกันและจากนั้นตามตารางที่1สำหรับแบตเตอรี่หลายด้านบนเพื่อทำการทดสอบวงจรและจากนั้นไปยังขั้นตอนที่แตกต่างกันของชิ้นส่วนขั้วโลกที่จะทำการทดสอบ ICP การศึกษาขั้วอิเล็กโทรดลิเธียมกระจายความเข้มข้น
ตาราง 1 SD หมายถึงการชาร์จ CCCV หลังจาก120h แบบสแตติกทำการทดลองด้วยตนเองแบตเตอรี่, DCV กล่าวว่าพลังงานคงที่หลังจากการทดสอบแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง 0.05 c.
ตารางที่1ขั้นตอนการทดสอบแบตเตอรี่ รูป2เป็นผลของการออกแบบกรมในผลกระทบแรกและความจุของแบตเตอรี่, ด้วยการเพิ่มขึ้นในพื้นที่ส่วนเกินของขั้วบวก, ผลกระทบแรกของแบตเตอรี่ลดลง, จึงกำลังการผลิตของแบตเตอรี่ค่อยๆลดลง. ในระหว่างขั้นตอนการชาร์จประจุลิเธียมบางตัวกระจายไปในพื้นที่ส่วนเกินที่เป็นค่าลบซึ่งเป็นผลมาจากการลดผลกระทบแรกและกำลังการผลิต หลังจากที่ค่าใช้จ่ายที่7ความจุของแบตเตอรี่จะลดลงต่อไปและการสูญเสียกำลังการผลิตตัวเองจะเพิ่มขึ้นกับการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ส่วนเกินของขนาดแคโทดหลังจาก120h ตัวเองปล่อย
อย่างไรก็ตาม, ค่าใช้จ่ายในเวลาต่อมาและรอบการปล่อย, กำลังการผลิตบางส่วนสามารถคืนค่าอีกครั้ง, พื้นที่ส่วนเกินลบมีขนาดใหญ่, วงจรการกู้คืนความจุเวลามากขึ้น, ตามที่แสดงในรูปที่ 3.
รูปที่2ผลของการออกแบบกรมบนแบตเตอรี่ที่มีผลกระทบและความจุเป็นครั้งแรก
รูปที่3ผลกระทบของ SD และ DCV ในการออกแบบกรมที่แตกต่างกัน กระบวนการข้างต้นที่มีการกระจายตัวเองของหลี่ไอออนดังแสดงในรูปที่4หลังจากที่ชาร์จการทดสอบแบบคงที่ด้วยตนเอง, อิเล็กโทรดลิเทียมลิเธียมไอออนเกิดขึ้นด้วยตนเองแพร่กระจาย, ในชิ้นเสาแคโทดของพื้นที่โดยรวมของการกระจายตัวสม่ำเสมอมากขึ้น, รวมทั้งภูมิภาคกรม, บางส่วนของไอออนลิเธียมจากพื้นที่เหลื่อมขั้วบวกแพร่กระจายไปยังภูมิภาคกรม, หลังจากการปล่อยประจุไฟฟ้าลิเธียมในพื้นที่กรมยังคงอยู่ในแคโทดซึ่งจะช่วยลดกำลังการผลิต
ในรอบต่อไปนี้ไอออนลิเธียมที่เหลือในพื้นที่กรมจะกระจายไปยังฟังก์ชันที่มีพื้นที่เหลื่อมกันขั้วบวกและกำลังการผลิตจะถูกคืนค่าดังแสดงในรูปที่3หลังจากรอบที่8กำลังการผลิตสูงกว่าความจุของประจุ
รูปที่4การแจกแจงความเข้มข้นของอิเล็กโทรดแคโทด: (a) ขั้วโลกชิ้นแผนผังกราฟ (b) รอบที่7หลังจากที่สถานะของการเรียกเก็บเงิน (การทดลองปล่อยตัวเอง), (c) รอบที่7หลังจากที่รัฐปล่อย (d) รัฐปล่อยตามวงจรที่ตามมา เพื่อเร่งไอออนที่เหลือในพื้นที่กรมในการเล่นบทบาทในภูมิภาคที่ทับซ้อนกันหลังจาก20รอบของการปล่อยและปล่อยแรงดันไฟฟ้าคงที่ขนาดเล็กในปัจจุบันภายใต้การดำเนินการของสนามไฟฟ้า, ภูมิภาคกรมของลิเธียมไอออนเร่งกระจายลงในภูมิภาคที่ทับซ้อนกัน, รูป 3, หลังจากการกู้คืนกำลังการผลิตที่ชัดเจนมากขึ้น,
และขนาดใหญ่พื้นที่ของกรม, การกู้คืนความจุมากขึ้น.
ตารางที่2ความเข้มข้นลิเทียมในภูมิภาคกรมภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน เพื่อยืนยันข้อสรุปข้างต้นผู้เขียนได้ทดสอบภาษี ICP เพื่อทดสอบความเข้มข้นลิเทียมในภูมิภาคกรมเชิงลบดังที่แสดงในตารางที่2 การปล่อย CC หลังจากที่ความเข้มข้นลิเทียมของ0.81 มก., ถ้าค่าใช้จ่ายหลังจาก120h คงปล่อยตัวเองและ cc กรมพื้นที่ความเข้มข้นลิเธียมของ0.98 มก., ระบุว่าลิเธียมจากพื้นที่ทับซ้อนแพร่กระจายไปยังภูมิภาคกรม, หลังจากที่ปล่อยสารตกค้างในพื้นที่นี้.
ถ้าปล่อยหลังจากที่ปลดปล่อยแรงดันคงที่กรมความเข้มข้นลิเธียมลดลง, แสดงให้เห็นว่าการแพร่กระจายของลิเธียมที่มีการกระจายกลับในพื้นที่ที่มีบทบาท, การกระจายความเข้มข้นโดยละเอียดลิเทียมตามที่แสดงในรูปที่ 5.
รูปที่5การกระจายความเข้มของขั้วไฟฟ้าลิเธียมแคโทด: (ก) สถานะการปล่อยไม่หมุนเวียน (ข) หลังจากรอบที่ 6 (ไม่มีการปลดปล่อยตัวเอง), (c) ปล่อยหลังจากรอบที่ 7 (หลังจากการทดลองปลดปล่อยตัวเอง), (d) หลังจากสถานะการปล่อยของรอบ 20 (หลังจากการทดสอบการปล่อยความดันคง ข้อสรุป: กรมจะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่, ขั้วบวกและลบที่มีการเหลื่อมกันอย่างสมบูรณ์, ไม่มีกรมการออกแบบการทำงานของแบตเตอรี่เป็นที่ดีที่สุด, แต่เนื่องจากความถูกต้องวิศวกรรมไม่สามารถบรรลุสถานการณ์นี้, แบตเตอรี่มีแนวโน้มที่จะวิเคราะห์ของลิเธียม. กรมอาจทำให้เกิดการสูญเสียกำลังการผลิตเนื่องจากการกระจายของไอออนลิเธียมโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าการจัดเก็บนานจะเห็นได้ชัดในสถานะค่าใช้จ่าย
