Паводле статыстыкі, сусветны попыт на літый-іённыя акумулятары дасягнуў 1,3 мільярда, і з бесперапынным пашырэннем абласцей прымянення гэтая лічба расце з кожным годам.З-за гэтага з хуткім усплёскам выкарыстання літый-іённых акумулятараў у розных галінах прамысловасці паказчыкі бяспекі акумулятара становяцца ўсё больш прыкметнымі, што патрабуе не толькі выдатнай прадукцыйнасці зарадкі і разрадкі літый-іённых акумулятараў, але таксама патрабуе больш высокага ўзроўню паказчыкаў бяспекі.Што літыевыя батарэі ў рэшце рэшт, чаму пажар і нават выбух, якія меры можна пазбегнуць і ліквідаваць?
Перш за ўсё, давайце разбярэмся ў матэрыяльным складзе літыевых батарэй.Прадукцыйнасць літый-іённых батарэй у асноўным залежыць ад структуры і прадукцыйнасці ўнутраных матэрыялаў батарэй, якія выкарыстоўваюцца.Гэтыя ўнутраныя матэрыялы батарэі ўключаюць матэрыял адмоўнага электрода, электраліт, дыяфрагму і матэрыял станоўчага электрода.Сярод іх выбар і якасць станоўчых і адмоўных матэрыялаў непасрэдна вызначаюць прадукцыйнасць і цану літый-іённых батарэй.Такім чынам, даследаванне танных і высокаэфектыўных матэрыялаў станоўчага і адмоўнага электродаў было ў цэнтры ўвагі развіцця прамысловасці літый-іённых акумулятараў.
Матэрыял адмоўнага электрода звычайна выбіраецца ў якасці вугляроднага матэрыялу, і распрацоўка ў цяперашні час адносна спелая.Распрацоўка катодных матэрыялаў стала важным фактарам, які абмяжоўвае далейшае паляпшэнне прадукцыйнасці літый-іённых батарэй і зніжэнне коштаў.Пры цяперашняй камерцыйнай вытворчасці літый-іённых акумулятараў кошт катоднага матэрыялу складае каля 40% ад агульнага кошту акумулятара, а зніжэнне цаны катоднага матэрыялу непасрэдна вызначае зніжэнне кошту літый-іённых акумулятараў.Асабліва гэта тычыцца літый-іённых акумулятараў.Напрыклад, невялікі літый-іённы акумулятар для мабільнага тэлефона патрабуе ўсяго каля 5 грамаў катоднага матэрыялу, у той час як літый-іённы акумулятар для кіравання аўтобусам можа запатрабаваць да 500 кг катоднага матэрыялу.
Хоць тэарэтычна існуе шмат тыпаў матэрыялаў, якія можна выкарыстоўваць у якасці станоўчага электрода літый-іённых акумулятараў, асноўным кампанентам звычайнага матэрыялу станоўчага электрода з'яўляецца LiCoO2.Пры зарадцы электрычны патэнцыял, дададзены да двух полюсаў батарэі, прымушае злучэнне станоўчага электрода вызваляць іёны літыя, якія ўбудаваны ў вуглярод адмоўнага электрода з пласціністай структурай.Пры разрадзе іёны літыя выпадаюць з пласціністай структуры вугляроду і рэкамбінуюць са злучэннем на станоўчым электродзе.Рух іёнаў літыя спараджае электрычны ток.Гэта прынцып працы літыевых батарэй.
Нягледзячы на тое, што прынцып просты, у рэальнай прамысловай вытворчасці ёсць значна больш практычных пытанняў, якія трэба ўлічваць: матэрыял станоўчага электрода мае патрэбу ў дадатках для падтрымання актыўнасці шматразовай зарадкі і разрадкі, а матэрыял адмоўнага электрода павінен быць распрацаваны пры узровень малекулярнай структуры для размяшчэння большай колькасці іёнаў літыя;электраліт, напоўнены паміж станоўчым і адмоўным электродамі, акрамя захавання стабільнасці, таксама павінен мець добрую электраправоднасць і зніжаць унутраны супраціў батарэі.
Хоць літый-іённы акумулятар мае ўсе вышэйпералічаныя перавагі, але яго патрабаванні да схемы абароны адносна высокія, пры выкарыстанні працэсу трэба строга пазбягаць празмернай зарадкі, празмернай разрадкі, ток разраду не павінен быць занадта вялікім, у цэлым хуткасць разраду не павінна перавышаць 0,2 C. Працэс зарадкі літыевых батарэй паказаны на малюнку.У цыкле зарадкі літый-іённыя батарэі павінны вызначаць напружанне і тэмпературу батарэі перад пачаткам зарадкі, каб вызначыць, ці можна яе зараджаць.Калі напружанне або тэмпература батарэі выходзіць за межы дыяпазону, дазволенага вытворцам, зарадка забароненая.Дапушчальны дыяпазон напружання зарадкі: 2,5 В~4,2 В на батарэю.
У выпадку, калі акумулятар моцна разраджаны, зарадная прылада павінна мець працэс папярэдняй зарадкі, каб акумулятар адпавядаў умовам хуткай зарадкі;затым, у адпаведнасці з хуткасцю зарадкі, рэкамендаванай вытворцам батарэі, звычайна 1C, зарадная прылада зараджае батарэю пастаянным токам, і напружанне батарэі павольна павышаецца;як толькі напружанне батарэі дасягне зададзенага напружання заканчэння (звычайна 4,1 В або 4,2 В), зарадка пастаянным токам спыняецца, і ток зарадкі, як толькі напружанне батарэі дасягне зададзенага напружання завяршэння (звычайна 4,1 В або 4,2 В), зарадка пастаянным токам спыняецца, зарадны ток хутка згасае і зарадка пераходзіць у поўны працэс зарадкі;падчас поўнага працэсу зарадкі зарадны ток паступова змяншаецца, пакуль хуткасць зарадкі не апусціцца ніжэй за C/10 або пакуль не скончыцца час поўнай зарадкі, пасля чаго ён ператвараецца ў верхнюю адсечку зарадкі;падчас верхняй зарадкі адключэння зарадная прылада папаўняе акумулятар вельмі малым токам зарадкі.Пасля перыяду максімальнай зарадкі зарадка адключаецца.
Час публікацыі: 15 лістапада 2022 г