Батареяҳои литийӣ системаи босуръат афзоишёбандаи батарея дар 20 соли охир буда, дар маҳсулоти электронӣ васеъ истифода мешаванд.Таркиши ахири телефонҳои мобилӣ ва ноутбукҳо аслан як таркиши батарея аст.Батареяҳои телефони мобилӣ ва ноутбукҳо чӣ гунаанд, онҳо чӣ гуна кор мекунанд, чаро онҳо таркиш мекунанд ва чӣ гуна онҳоро пешгирӣ кардан мумкин аст.
Таъсири номатлуб вақте оғоз мешавад, ки ҳуҷайраи литий ба шиддат аз 4,2 В зиёдтар пур карда мешавад.Чӣ қадаре ки фишори изофӣ баланд бошад, хавф ҳамон қадар зиёд мешавад.Дар шиддати баландтар аз 4,2 В, вақте ки камтар аз нисфи атомҳои литий дар маводи катод боқӣ мондаанд, ҳуҷайраи нигоҳдорӣ аксар вақт фурӯ меравад ва боиси коҳиши доимии иқтидори батарея мегардад.Агар заряд идома ёбад, металлҳои минбаъдаи литий дар рӯи маводи катод ҷамъ мешаванд, зеро ҳуҷайраи нигоҳдории катод аллакай аз атомҳои литий пур аст.Ин атомҳои литий кристаллҳои дендритиро аз сатҳи катод дар самти ионҳои литий ба вуҷуд меоранд.Кристаллҳои литий аз коғази диафрагма гузашта, анод ва катодро кӯтоҳ мекунанд.Баъзан батарея пеш аз пайдо шудани ноқилҳои кӯтоҳ таркида мешавад.Сабаб дар он аст, ки дар ҷараёни пуркунии изофа маводҳо ба монанди электролитҳо кафида газ ба вуҷуд меоранд, ки боиси варам ва даридаи корпуси батарея ё клапани фишор мегардад ва имкон медиҳад, ки оксиген бо атомҳои литий дар рӯи электроди манфӣ ҷамъшуда реаксия кунад ва таркад.
Аз ин рӯ, ҳангоми пур кардани батареяи литий, зарур аст, ки маҳдудияти болоии шиддатро муқаррар кунед, мӯҳлати батарея, иқтидор ва бехатариро ба назар гиред.Ҳадди беҳтарини шиддати пуркунии барқ 4,2 В аст.Ҳангоми ихроҷи ҳуҷайраҳои литий низ бояд маҳдудияти пасттари шиддат вуҷуд дошта бошад.Вақте ки шиддати ҳуҷайра аз 2,4 В паст мешавад, як қисми мавод ба шикастан оғоз мекунад.Ва азбаски батарея худаш холӣ мешавад, гузоред, ки шиддаташ ҳамон қадар пасттар мешавад, аз ин рӯ, беҳтар аст, ки 2,4V холӣ накунед, то қатъ шавад.Аз 3,0 то 2,4 В, батареяҳои литий танҳо тақрибан 3% иқтидори худро озод мекунанд.Аз ин рӯ, 3.0V шиддати беҳтарини қатъкунии разряд мебошад.Ҳангоми пур кардан ва холӣ кардан, ба ғайр аз маҳдудияти шиддат, маҳдудияти ҷорӣ низ зарур аст.Вақте ки ҷараён хеле баланд аст, ионҳои литий барои ворид шудан ба ҳуҷайраи нигоҳдорӣ вақт надоранд, дар рӯи мавод ҷамъ мешаванд.
Вақте ки ин ионҳо электрон мегиранд, онҳо атомҳои литийро дар рӯи мавод кристалл мекунанд, ки метавонад ҳамчун пуркунии аз ҳад зиёд хатарнок бошад.Агар корпуси батарея канда шавад, он таркида мешавад.Аз ин рӯ, муҳофизати батареяи литий-ион бояд ҳадди аққал маҳдудияти болоии шиддати барқ, ҳадди поёни шиддати холӣ ва ҳадди болоии ҷараёнро дар бар гирад.Умуман, ба ғайр аз ядрои батареяи литий, як лавҳаи муҳофизатӣ хоҳад буд, ки асосан барои таъмини ин се муҳофизат аст.Бо вуҷуди ин, лавҳаи ҳифзи ин се муҳофизат аст, баръало кофӣ нест, ҳодисаҳои таркиши батареяи литий ҷаҳонӣ ё зуд-зуд.Барои таъмини бехатарии системаҳои батарея, таҳлили дақиқи сабабҳои таркиши батарея лозим аст.
Сабаби таркиш:
1. Поляризатсияи калони дохилӣ;
2.Парчаи қутб обро ҷаббида мекунад ва бо барабани гази электролитӣ реаксия мекунад;
3. Сифат ва иҷрои худи электролит;
4.The маблағи тазриќї моеъ метавонад ба талаботи раванд ҷавобгӯ нест;
5. Иҷрои мӯҳри кафшери лазерӣ дар раванди омодагӣ суст аст ва ихроҷи ҳаво ошкор карда мешавад.
6. Чанг ва хоки қутби-порчаи осон ба сабаби микросхемаҳои микросхемаҳои аввал;
7.Полити мусбат ва манфии ғафстар аз диапазони раванд, душвор ба ниҳонӣ;
8. Мушкилоти мӯҳри тазриқи моеъ, иҷрои сусти мӯҳри пӯлод ба барабани газ оварда мерасонад;
9.Shell маводи воридшаванда девори ниҳонӣ хеле ғафс аст, деформатсияи ниҳонӣ таъсир ғафсӣ;
10. Ҳарорати баланди муҳити берунӣ низ сабаби асосии таркиш аст.
Навъи таркиш
Таҳлили навъи таркиш Намудҳои таркиши ядрои батареяро метавон ҳамчун ноқилҳои кӯтоҳи беруна, расиши кӯтоҳи дохилӣ ва пуркунии изофа тасниф кард.Дар ин ҷо берунӣ ба берунии ҳуҷайра дахл дорад, аз ҷумла расиши кӯтоҳе, ки дар натиҷаи тарҳрезии бади изолятсияи бастаи батареяи дохилӣ ба вуҷуд омадааст.Вақте ки дар берун аз ҳуҷайра ноқилҳои кӯтоҳ рух медиҳанд ва ҷузъҳои электронӣ ҳалқаро бурида наметавонанд, ҳуҷайра дар дохили он гармии баланд тавлид мекунад ва боиси буғ шудани як қисми электролит, қабати батарея мегардад.Вақте ки ҳарорати дохилии батарея то 135 дараҷа гарм аст, коғази диафрагмаи босифат сӯрохи хубро мепӯшонад, реаксияи электрохимиявӣ қатъ мешавад ё қариб қатъ мешавад, ҷараён ғарқ мешавад ва ҳарорат низ оҳиста паст мешавад ва ҳамин тавр таркишро пешгирӣ мекунад. .Аммо коғази диафрагма бо суръати пасти басташавӣ ё он ки тамоман пӯшида намешавад, батареяро гарм нигоҳ медорад, электролитро бештар бухор мекунад ва дар ниҳоят корпуси батареяро мешиканад ё ҳатто ҳарорати батареяро то дараҷае боло мебарад, ки мавод сӯхтааст. ва таркиш мекунад.Расиши кӯтоҳи дохилӣ асосан аз сӯрохҳои фолгаи мис ва фолгаи алюминий ба диафрагма ё кристаллҳои дендритии атомҳои литий ба диафрагма сӯрох карда мешавад.
Ин металлҳои ночизи сӯзан монанд метавонанд ба микросхемаҳои кӯтоҳ оварда расонанд.Азбаски сӯзан хеле лоғар аст ва арзиши муайяни муқовимат дорад, ҷараёни ҷараёни он ҳатман хеле калон нест.Буридани фолгаи алюминийи мис дар раванди истеҳсолот ба вуҷуд меояд.Падидаи мушоҳидашуда ин аст, ки батарея хеле зуд мерезад ва аксари онҳо метавонанд аз ҷониби заводҳои ҳуҷайра ё заводҳои васлкунӣ тафтиш карда шаванд.Ва азбаски буррҳо хурд ҳастанд, онҳо баъзан сӯхта, батареяро ба ҳолати муқаррарӣ бармегардонанд.Аз ин рӯ, эҳтимолияти таркиш дар натиҷаи ноқилҳои кӯтоҳи микро burr зиёд нест.Чунин назари, метавонад аксаран аз даруни ҳар як корхонаи ҳуҷайраи барқ, шиддат дар батареяи бад бад, вале хеле кам таркиш, даст дастгирии оморӣ.Аз ин рӯ, таркиш дар натиҷаи ноқилҳои кӯтоҳи дохилӣ асосан аз изофаборӣ ба амал меояд.Азбаски дар варақи электроди аз ҳад зиёд пурборшуда дар ҳама ҷо кристаллҳои металлии литий ба сӯзан монанд мавҷуданд, нуқтаҳои сӯрох дар ҳама ҷо ҳастанд ва дар ҳама ҷо ноқилҳои кӯтоҳи кӯтоҳ ба амал меоянд.Аз ин рӯ, ҳарорати ҳуҷайра тадриҷан баланд мешавад ва дар ниҳоят ҳарорати баланд гази электролитӣ мешавад.Ин вазъият, ки ҳарорат хеле баланд аст, ки таркиши маводи сӯзишворӣ кунад, ё ниҳонӣ аввал шикаста шуд, то ки ҳаво дар ва оксидшавии шадиди металли литий, охири таркиш мебошанд.
Аммо чунин таркиш, ки дар натиҷаи ноқилҳои кӯтоҳи дохилӣ, ки дар натиҷаи пуркунии аз ҳад зиёд ба вуҷуд омадааст, ҳатман дар вақти пуркунӣ рух намедиҳад.Эҳтимол аст, ки истеъмолкунандагон пуркунии барқро қатъ кунанд ва телефонҳои худро пеш аз гарм шудани батарея барои сӯзондани мавод ва тавлиди гази кофӣ барои шикастани корпуси батарея гиранд.Гармӣ, ки дар натиҷаи ноқилҳои сершумори кӯтоҳ ба амал меояд, батареяро оҳиста гарм мекунад ва пас аз чанд вақт таркиш мекунад.Тавсифи маъмулии истеъмолкунандагон ин аст, ки онҳо телефонро бардоштанд ва хеле гарм будани онро дарёфтанд, сипас онро партофта, таркид.Дар асоси намудҳои дар боло зикршудаи таркиш, мо метавонем ба пешгирии изофабори барқ, пешгирии расиши кӯтоҳи беруна ва беҳтар кардани бехатарии ҳуҷайра диққат диҳем.Дар байни онҳо, пешгирии аз ҳад зиёд барқ ва ноқилҳои кӯтоҳи беруна ба муҳофизати электронӣ тааллуқ дорад, ки ба тарҳрезии системаи батарея ва бастаи батарея алоқаманд аст.Нуқтаи асосии такмил додани бехатарии ҳуҷайраҳо муҳофизати кимиёвӣ ва механикӣ мебошад, ки бо истеҳсолкунандагони ҳуҷайра робитаи хуб дорад.
Мушкилоти пинҳонии бехатар
Бехатарии батареяи литий ион на танҳо ба табиати худи маводи ҳуҷайра, балки инчунин ба технологияи тайёр ва истифодаи батарея вобаста аст.Батареяҳои телефонҳои мобилӣ, аз як тараф, аз корношоямии схемаи муҳофизатӣ зуд-зуд таркида мешаванд, аммо муҳимтар аз ҳама, ҷанбаи моддӣ мушкилотро ба таври куллӣ ҳал накардааст.
Маводи фаъоли катодҳои литийи кислотаи кобальт як системаи хеле пухта дар батареяҳои хурд аст, аммо пас аз пур кардани барқ, дар анод ҳанӯз миқдори зиёди ионҳои литий мавҷуданд, вақте ки аз ҳад зиёд пур карда мешаванд, дар анод боқимондаи ионҳои литий ба анод ҷамъ мешаванд. , аст, ки дар дендрити катод ташкил аст, бо истифода аз кислотаи кобальт батареяи литий аз ҳад зиёд пуркунии натиҷа, ҳатто дар раванди барқ ва холӣ муқаррарӣ, Ҳамчунин мумкин аст, ионҳои литий зиёдатӣ озод ба электроди манфӣ ба ташкил dendrites.Энергияи мушаххаси назариявии маводи кобалати литий зиёда аз 270 м/г аст, аммо иқтидори воқеӣ танҳо нисфи иқтидори назариявӣ барои таъмини иҷрои сиклии он аст.Дар ҷараёни истифода, бо сабаби баъзе сабабҳо (масалан, осеб ба системаи идоракунӣ) ва шиддати пуркунии батарея хеле баланд аст, қисми боқимондаи литий дар электроди мусбат тавассути электролит ба сатҳи электроди манфӣ хориҷ карда мешавад. шакли таҳшиншавии металли литий барои ташаккули дендритҳо.Дендритҳо диафрагмаро сӯрох карда, ноқилҳои кӯтоҳи дохилиро эҷод мекунанд.
Қисмати асосии электролит карбонат мебошад, ки нуқтаи дурахши паст ва ҷӯшиши паст дорад.Он дар шароити муайян сӯхта ё ҳатто таркида мешавад.Агар батарея аз ҳад зиёд гарм шавад, он ба оксидшавӣ ва кам шудани карбонат дар электролит оварда мерасонад, ки дар натиҷа гази зиёд ва гармии бештар пайдо мешавад.Агар клапани бехатарй набошад ё ба воситаи клапан бехатарй газ бароварда нашавад, фишори дохилии аккумулятор якбора баланд шуда, боиси таркиш мегардад.
Батареяи электролитии литий-ионии полимерӣ мушкилоти бехатариро ба таври куллӣ ҳал намекунад, кислотаи литий кобальт ва электролитҳои органикӣ низ истифода мешаванд ва электролит коллоид аст, ихроҷ шудан осон нест, сӯзиши шадидтар ба амал меояд, сӯзишворӣ бузургтарин мушкилоти бехатарии батареяи полимерӣ мебошад.
Дар истифодаи батарея низ баъзе мушкилот вуҷуд дорад.Ноқили кӯтоҳи беруна ё дохилӣ метавонад чандсад ампер ҷараёни аз ҳад зиёд ба вуҷуд орад.Ҳангоми ба амал омадани ноқилҳои кӯтоҳи беруна, батарея якбора ҷараёни калонро холӣ мекунад, миқдори зиёди энергияро истеъмол мекунад ва дар муқовимати дохилӣ гармии бузург тавлид мекунад.Ноқилҳои кӯтоҳи дохилӣ ҷараёни калонро ба вуҷуд оварда, ҳарорат баланд шуда, боиси об шудани диафрагма ва васеъшавии майдони расиши кутоҳ мегардад ва ҳамин тавр, як давраи ноқисро ба вуҷуд меорад.
Батареяи литий ион барои ноил шудан ба як ҳуҷайраи ягонаи 3 ~ 4.2V шиддати баланди корӣ, бояд таҷзияи шиддат аз электролитҳои органикӣ аз 2V зиёдтар бошад ва истифодаи электролитҳои органикӣ дар ҷараёни баланд, шароити ҳарорати баланд электролиз, электролитӣ хоҳад шуд. газ, ки дар натиҷа фишори дохилӣ зиёд мешавад, ҷиддиро тавассути ниҳонӣ мешиканад.
Аз ҳад зиёд пуркунии металли литий метавонад дар сурати шикастани қабат, тамоси мустақим бо ҳаво, ки дар натиҷа сӯхтааст, дар айни замон сӯхтани электролит, шӯълаи қавӣ, васеъшавии босуръати газ, таркиш ба амал меояд.
Илова бар ин, барои батареяи литий-иони телефони мобилӣ, аз сабаби истифодаи нодуруст, аз қабили экструзия, таъсир ва истеъмоли об боиси васеъшавии батарея, деформатсия ва тарқиш ва ғайра мегардад, ки боиси расиши кӯтоҳи батарея дар ҷараёни холӣ ё пуркунии барқ мегардад. бо таркиши гармӣ.
Бехатарии батареяҳои литий:
Барои роҳ надодан ба изофабори ё аз ҳад зиёд, ки дар натиҷаи истифодаи нодуруст ба вуҷуд омадааст, механизми муҳофизати сегона дар як батареяи литий-ион муқаррар карда шудааст.Яке аз онҳо истифодаи элементҳои коммутатсионӣ, вақте ки ҳарорати батарея баланд мешавад, муқовимати он баланд мешавад, вақте ки ҳарорат хеле баланд аст, ба таври худкор таъминоти барқро қатъ мекунад;Дуюм ин аст, ки интихоби маводи тақсимоти мувофиқ, вақте ки ҳарорат ба як арзиши муайян эҳьё мешавад, сӯрохиҳои микрон дар қисмат ба таври худкор ҳал мешаванд, то ионҳои литий гузаранд, аксуламали дохилии батарея қатъ мешавад;Сеюм - насб кардани клапани бехатарӣ (яъне сӯрохи вентилятор дар болои батарея).Ҳангоме ки фишори дохилии батарея ба як арзиши муайян мерасад, клапани бехатарӣ ба таври худкор кушода мешавад, то бехатарии батареяро таъмин кунад.
Баъзан, гарчанде ки худи батарея чораҳои назорати бехатариро дорад, аммо бо сабабҳои нокомии идоракунӣ, набудани клапани бехатарӣ ё газ вақти баровардани клапани бехатариро надорад, фишори дохилии батарея якбора баланд мешавад ва боиси он мегардад. таркиш.Умуман, энергияи умумии дар батареяҳои литий-ион захирашуда ба бехатарии онҳо мутаносиб аст.Баробари афзудани иктидори аккумулятор хачми аккумулятор низ зиёд шуда, кобилияти пахншавии гармии он бад мешавад ва имконияти руй додани фалокат хеле зиёд мешавад.Барои батареяҳои литий-ионие, ки дар телефонҳои мобилӣ истифода мешаванд, талаботи асосӣ ин аст, ки эҳтимолияти садамаҳои бехатарӣ бояд аз як миллион камтар бошад, ки ин ҳам стандарти ҳадди ақали қобили қабул аст.Барои батареяҳои литий-ионии иқтидори калон, махсусан барои автомобилҳо, қабул кардани паҳншавии маҷбурии гармӣ хеле муҳим аст.
Интихоби маводи бехатари электрод, маводи оксиди марганеци литий, аз ҷиҳати сохтори молекулавӣ барои таъмини он, ки дар ҳолати пурраи заряд, ионҳои литий дар электроди мусбат комилан ба сӯрохи манфии карбон дохил карда шудаанд, аз тавлиди дендритҳо пешгирӣ мекунанд.Дар айни замон, сохтори устувори кислотаи марганеци литий, то ки иҷрои оксидшавии он аз кислотаи литий кобальт хеле пасттар бошад, ҳарорати таҷзияи кислотаи литий кобальт зиёда аз 100 ℃, ҳатто аз сабаби расиши берунии кӯтоҳ (сӯзандору), беруна. ноқилҳои кӯтоҳ, аз ҳад зиёд пур кардан, инчунин метавонад аз хатари сӯзиш ва таркиш, ки аз металли литийи рехташуда ба вуҷуд омадааст, комилан пешгирӣ кунад.
Илова бар ин, истифодаи маводи манганати литий низ метавонад хароҷотро хеле кам кунад.
Барои беҳтар кардани кори технологияи мавҷудаи назорати бехатарӣ, мо бояд пеш аз ҳама сифати бехатарии ядрои батареяи литий-ионро беҳтар кунем, ки махсусан барои батареяҳои иқтидори калон муҳим аст.Диафрагмаеро интихоб кунед, ки иҷрои хуби гармидиҳӣ дорад.Нақши диафрагма ҷудо кардани қутбҳои мусбӣ ва манфии батарея ҳангоми имкон додани гузариши ионҳои литий мебошад.Ҳангоми баланд шудани ҳарорат мембрана пеш аз об шуданаш баста мешавад ва муқовимати дохилиро то 2000 Ом мебардорад ва реаксияи дохилиро қатъ мекунад.Вақте ки фишори дохилӣ ё ҳарорат ба стандарти қаблан муқарраршуда мерасад, клапан аз таркиш кушода мешавад ва фишорро коҳиш медиҳад, то ҷамъшавии аз ҳад зиёди гази дохилӣ, деформатсияро пешгирӣ кунад ва дар ниҳоят ба таркиши ниҳонӣ оварда расонад.Ҳассосияти идоракуниро беҳтар кунед, параметрҳои ҳассостари назоратро интихоб кунед ва назорати якҷояи параметрҳои сершуморро қабул кунед (ки ин барои батареяҳои иқтидори калон махсусан муҳим аст).Барои бастаи батареяи литий-ион иқтидори калон як қатор / мувозӣ таркиби ҳуҷайраҳои сершумор аст, ба монанди шиддати компютери ноутбук зиёда аз 10V аст, иқтидори калон, умуман бо истифода аз 3 то 4 силсилаи як батарея метавонад ба талаботи шиддат ҷавобгӯ бошад, ва он гоҳ аз 2 то 3 силсилаи батареяи мувозӣ, бо мақсади таъмини иқтидори калон.
Худи бастаи батареяи пуриқтидор бояд бо функсияи нисбатан мукаммали муҳофизат муҷаҳҳаз бошад ва инчунин бояд ду намуди модулҳои платаҳои ноҳиявӣ баррасӣ карда шаванд: модули ProtecTIonBoardPCB ва модули SmartBatteryGaugeBoard.Тамоми тарҳи муҳофизати батарея дар бар мегирад: IC муҳофизати дараҷаи 1 (пешгирии аз ҳад зиёд пуркунии батарея, аз ҳад зиёд холӣ кардан, расиши кӯтоҳ), IC муҳофизати дараҷаи 2 (пешгирӣ аз изофабори дуюм), муҳофизаткунанда, нишондиҳандаи LED, танзими ҳарорат ва ҷузъҳои дигар.Дар доираи механизми муҳофизати бисёрсатҳа, ҳатто дар сурати ғайримуқаррарии пуркунандаи барқ ва ноутбук, батареяи ноутбукро танҳо ба ҳолати муҳофизати худкор гузаронидан мумкин аст.Агар вазъият ҷиддӣ набошад, он аксар вақт пас аз васл кардан ва бе таркиш хориҷ кардан муътадил кор мекунад.
Технологияи асосие, ки дар батареяҳои литий-ион истифода мешаванд, ки дар ноутбукҳо ва телефонҳои мобилӣ истифода мешаванд, хатарнок аст ва сохторҳои бехатартарро баррасӣ кардан лозим аст.
Хулоса, бо пешрафти технологияи моддӣ ва амиқтар шудани фаҳмиши одамон дар бораи талабот оид ба тарҳрезӣ, истеҳсол, озмоиш ва истифодаи батареяҳои литийии литий, ояндаи батареяҳои литий-ион бехатартар хоҳад шуд.
Вақти фиристодан: 07-07-2022