Sut i Werthu a Rhyddhau Batris Lithiwm yn y Ffordd Gywir
Pam mae rhai batris lithiwm yn para 8 mlynedd, tra bod eich un chi yn marw mewn dim ond 3? Cadwch y canllaw hwn – rydym yn torri i lawr y gyfrinach i oes batri tra-mewn un darlleniad.
Mae hwn yn adroddiad unigryw gan Blumoti. Ymunwch â ni wrth i ni blymio i'r awgrymiadau pro ar gyfer gofal batri lithiwm.
Codi gormod a gor-ollwng yw'r tramgwyddwyr mwyaf dinistriol y tu ôl i wisgo batri lithiwm. Nid yw'n ymwneud â "chodi gormod" neu "ddraenio'n rhy isel" yn unig - mae'r gweithredoedd hyn yn sbarduno difrod electrocemegol a chorfforol anwrthdroadwy y tu mewn i gelloedd batri. Mae'r difrod yn cronni dros amser, gan arwain at golli cynhwysedd cyflym, cynnydd sydyn mewn ymwrthedd mewnol, a hyd yn oed methiant batri cyfan.
Gan gyfuno dyluniad celloedd batri lithiwm Blumoti a rhesymeg amddiffyn BMS, byddwn yn esbonio'r mater hwn o'r prosesau electrocemeg craidd a difrod gwirioneddol - a pham mae ein BMS yn gosod trothwyon amddiffyn gordaliad / gor-ollwng llym.
I. Gor-godi: Gorlwyth Angheuol Batri Lithiwm
Yn achosi 3 math o ddifrod na ellir ei wrthdroi
Codi tâl batri lithiwm yw'r broses o ïonau lithiwm yn deintercalating o'r catod, pasio drwy'r electrolyt a gwahanydd, ac intercalating i haenau graffit yr anod. Mae gan y broses hon derfyn cynhwysedd sefydlog: dim ond nifer gyfyngedig o ïonau lithiwm y gall graffit yr anod ddal. Mae gorwefru yn gorfodi ïonau lithiwm gormodol i'r anod, gan sbarduno cadwyn o ddifrod.
1. Platio Dendrite Lithiwm: Baeddu Anod Parhaol
Y difrod mwyaf marwol o godi gormod
Pan fydd graffit yr anod wedi'i ddirlawn yn llawn ag ïonau lithiwm, ni all ïonau gormodol gydgysylltu - yn lle hynny, maent yn plât ar wyneb yr anod fel lithiwm metelaidd, gan ffurfio dendritau lithiwm siâp nodwydd/dendrit.
Lithiwm marw yw dendritau lithiwm (nad ydynt bellach yn rhan o gylchredau rhyddhau gwefr), gan achosi colled parhaol o gapasiti batri y gellir ei ddefnyddio.
Yn y pen draw, mae dendritau sy'n tyfu yn tyllu'r gwahanydd (yr haen insiwleiddio graidd rhwng catod ac anod), gan arwain at gylchedau byr mewnol - mae hyn yn achosi gwres/chwydd ar y gorau, a thân/ffrwydrad ar y gwaethaf.
Hyd yn oed heb dyllu gwahanydd, mae dendrites yn niweidio strwythur graffit yr anod, gan achosi malurio a gollwng, a chyflymu pylu cynhwysedd.
2. Dadelfeniad Electrolyte Carlam
Colli'r cyfrwng cludo ïon lithiwm
Mae electrolyte batri lithiwm yn gweithredu fel y bont dargludiad ïon, gydag ystod foltedd sefydlog sefydlog (foltedd toriad tâl y batri -: 3.65V ar gyfer LFP, 4.2V ar gyfer celloedd teiran). Mae gorwefru yn gwthio foltedd celloedd y tu hwnt i'r trothwy hwn, gan ocsidio'r electrolyte a'i dorri i lawr yn nwyon (CO2, HF, ac ati) ac amhureddau:
01
Mae cronni nwy yn achosi chwyddo celloedd, gan niweidio'r sêl hermetig a hyd yn oed arwain at ollyngiad electrolyte.
02
Mae electrolyte pydredig yn amharu ar ddargludiad ïon, gan achosi cynnydd sydyn mewn ymwrthedd mewnol a gostyngiadau enfawr mewn effeithlonrwydd rhyddhau gwefr.
03
Mae amhureddau dadelfennu yn ffurfio ffilm oddefol ar arwynebau catod/anod, gan rwystro rhyng-raddiad/deintercalation ïon lithiwm a chyflymu pylu cynhwysedd.
3. Cwymp Strwythurol Deunydd Cathod
Colli cynhwysedd storio lithiwm yn barhaol
Mae gan ddeunyddiau catod (ffosffad haearn lithiwm LFP, NCM/NCA ternary) strwythurau crisial wedi'u peiriannu ar gyfer dad-ryng-alweiddiad ïon lithiwm o fewn ystodau foltedd graddedig. Mae gor-wefru yn peri i'r catod allu ocsideiddio gormodol, gan achosi cwymp strwythur grisial a malurio - mae peth deunydd catod gweithredol yn colli gallu storio / rhyddhau lithiwm, gan ddod yn ddeunydd anactif:
- Gostyngiad parhaol uniongyrchol mewn capasiti graddedig (ee, gall batri 100Ah ostwng i lai na 80Ah am byth ar ôl codi gormod).
- Siediau deunydd catod maluriedig a chlocsiau gwahanydd mandyllau, rhwystro trafnidiaeth ïon lithiwm a chynyddu ymwrthedd mewnol ymhellach.
ON: Mae BMS Blumoti yn cynnwys folteddau union doriad gwefr (3.65V ar gyfer LFP / 4.2V ar gyfer teiran) ac amddiffyniad gordaliad (toriad pŵer ar unwaith pan eir y tu hwnt i'r trothwyon). Ond dim ond amddiffyniad brys yw hyn - mae gordal hirdymor yn aml yn dal i achosi mân ddifrod. Dyna pam nad ydym yn argymell cadw'ch batri ar dâl o 100% a'i blygio i mewn am gyfnodau estynedig.
II. Gor-ollwng: Dihysbyddiad Gormodol Batri Lithiwm
Yn achosi 2 fath o ddifrod na ellir ei wrthdroi
Rhyddhau batri lithiwm yw'r broses o ïonau lithiwm yn dadreiddio o'r anod ac yn dychwelyd i'r catod. Mae gor-ollwng yn tynnu bron pob ïon lithiwm dadradwy o'r anod ac yn gostwng foltedd y gell o dan y toriad rhyddhau (2.0V ar gyfer LFP, 2.5V ar gyfer teiran), gan sbarduno adweithiau electrocemegol gwrthdro a difrod parhaol.
1. Difrod Graffit Anod Anghildroadwy
Ffurfio haen carbon marw
Yn ystod rhyddhau arferol, mae graffit yr anod yn cadw ychydig bach o ïonau lithiwm ar gyfer cefnogaeth strwythurol. Mae gor-ollwng yn cael gwared ar bron pob un o'r ïonau hyn, gan achosi i strwythur haenog y graffit ddymchwel a malurio. Yn y cyfamser, mae diddymiad copr yn digwydd ar wyneb yr anod (mae casglwr cerrynt ffoil copr yn ocsideiddio ac yn hydoddi i'r electrolyt fel ïonau copr):
Ni all graffit sydd wedi cwympo bellach intercalate ïonau lithiwm yn effeithiol, gan ffurfio haen carbon marw a cholli capasiti storio lithiwm yn barhaol.
Mae ïonau copr yn ffurfio amhureddau yn yr electrolyte, gan ddyddodi ar arwynebau catod / anod / gwahanydd, clocsio mandyllau, cynyddu ymwrthedd mewnol, a chyflymu dadelfeniad electrolyte.
Anactifadu defnyddiau gweithredol yn barhaol
Yn ystod rhyddhau arferol, mae'r catod mewn cyflwr ocsidiedig, ac mae ailgyflwyno ïon lithiwm yn cwblhau'r adwaith lleihau. Mae gor-ollwng yn achosi gostyngiad gormodol yn y catod - hyd yn oed trwytholchi ïon metel (cobalt/nicel mewn celloedd teiran, haearn yn LFP):
Mae ïonau metel trwytholch yn ffurfio gwaddod halen metel yn yr electrolyte, gan gadw at arwynebau catod / anod, niweidio safleoedd gweithredol, a dwyn y catod o allu storio lithiwm.
Mae gostyngiad gormodol yn achosi difrod strwythur grisial na ellir ei wrthdroi (ee, strwythur olivine LFP, strwythur haenog teiran), anactifadu deunyddiau gweithredol ac achosi pylu cynhwysedd parhaol.
- Awgrym Allweddol: Nid yw ffonau/gliniaduron sy'n cau i lawr yn sydyn ar wefr ~10% yn fatri marw – dyma amddiffyniad gor-ollwng y BMS (pŵer torri i atal foltedd celloedd rhag gostwng yn is na'r toriad-). Mae hwn yn amddiffyniad batri hanfodol - peidiwch byth â'i osgoi trwy fflachio, cracio, neu ddulliau eraill, gan y bydd yn achosi difrod parhaol.
IV. Dyluniad Diogelu Celloedd Blumoti
Lleihau gordal/difrod rhyddhau yn y ffynhonnell
Y tu hwnt i{0}}amddiffyniad gordal BMS manylder uchel/gor-ollwng toriad pŵer, mae Blumoti yn gwneud y gorau o ddeunyddiau a phrosesau mewn ymchwil a datblygu celloedd a chynhyrchu i hybu perfformiad gwrth-or-ollwng/gor-ollwng ac ymestyn oes:
Addasiad Cyffuriau Cathod:
Mae olrhain elfennau daear prin sydd wedi'u dopio i mewn i'r catod yn gwella sefydlogrwydd strwythur grisial, gan atal cwymp yn ystod gordaliad / gor-ollwng.
Gorchudd wyneb anod:
Mae cotio polymer dargludol ar anodes graffit yn atal platio dendrite lithiwm a pulverization graffit, tra'n lleihau diddymiad copr yn ystod overdischarge.
Ychwanegion Electrolyte Arbennig:
Ychwanegion amddiffyn overcharge (ffurfio ffilm passivation cyflym i atal dadelfeniad electrolyt) ac ychwanegion amddiffyn overdischarge (tarian y casglwr cerrynt anod) ehangu ystod gweithredu sefydlog yr electrolyt.
Uchel{0}}Tylliad Mandylledd-Gwahanydd Gwrthiannol:
Mae gwahanyddion cyfansawdd PE/PP trwchus gyda mandylledd uchel yn atal mân dyllau dendrit ac yn lleihau clogio mandwll rhag maluriad cathod.
Dyna pam mae batris lithiwm Blumoti yn dioddef llawer llai o ddifrod na batris lithiwm safonol mewn achosion o or-dâl / gor-ollwng bach o bryd i'w gilydd. Ond arferion defnydd priodol sydd bwysicaf o hyd - yn rhagweithiol osgoi codi gormod a gor-ollwng yw'r allwedd yn y pen draw i oes batri lithiwm 8 mlynedd.
