புள்ளிவிவரங்களின்படி, லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளுக்கான உலகளாவிய தேவை 1.3 பில்லியனை எட்டியுள்ளது, மேலும் பயன்பாட்டு பகுதிகளின் தொடர்ச்சியான விரிவாக்கத்துடன், இந்த எண்ணிக்கை ஆண்டுதோறும் அதிகரித்து வருகிறது. இதன் காரணமாக, பல்வேறு தொழில்களில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் பயன்பாட்டின் விரைவான எழுச்சியுடன், பேட்டரியின் பாதுகாப்பு செயல்திறன் பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் சிறந்த சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செயல்திறன் மட்டும் தேவைப்படுகிறது, ஆனால் அதிக அளவு தேவைப்படுகிறது. பாதுகாப்பு செயல்திறன். அந்த லித்தியம் பேட்டரிகள் இறுதியில் ஏன் தீ மற்றும் வெடிப்பு கூட, என்ன நடவடிக்கைகள் தவிர்க்க மற்றும் அகற்ற முடியும்?
முதலில், லித்தியம் பேட்டரிகளின் பொருள் கலவையைப் புரிந்துகொள்வோம். லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் செயல்திறன் முக்கியமாக பயன்படுத்தப்படும் பேட்டரிகளின் உள் பொருட்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறனைப் பொறுத்தது. இந்த உள் பேட்டரி பொருட்களில் எதிர்மறை மின்முனை பொருள், எலக்ட்ரோலைட், உதரவிதானம் மற்றும் நேர்மறை மின்முனை பொருள் ஆகியவை அடங்கும். அவற்றில், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை பொருட்களின் தேர்வு மற்றும் தரம் நேரடியாக லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் செயல்திறன் மற்றும் விலையை தீர்மானிக்கிறது. எனவே, மலிவான மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனை பொருட்களின் ஆராய்ச்சி லித்தியம்-அயன் பேட்டரி தொழில்துறையின் வளர்ச்சியின் மையமாக உள்ளது.
எதிர்மறை மின்முனைப் பொருள் பொதுவாக கார்பன் பொருளாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது, மேலும் வளர்ச்சி தற்போது ஒப்பீட்டளவில் முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரி செயல்திறன் மற்றும் விலைக் குறைப்பு மேலும் மேம்படுவதைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கிய காரணியாக கேத்தோடு பொருட்களின் வளர்ச்சி உள்ளது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் தற்போதைய வணிக உற்பத்தியில், கேத்தோடு பொருளின் விலை ஒட்டுமொத்த பேட்டரி செலவில் சுமார் 40% ஆகும், மேலும் கேத்தோடு பொருளின் விலை குறைப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் விலையை நேரடியாக தீர்மானிக்கிறது. லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களுக்கு இது குறிப்பாக உண்மை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சிறிய லித்தியம்-அயன் பேட்டரி செல்போனுக்கு 5 கிராம் கேத்தோடு பொருள் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, அதே சமயம் பேருந்தை ஓட்டுவதற்கு லித்தியம்-அயன் மின்கலத்திற்கு 500 கிலோ கேத்தோடு பொருள் தேவைப்படும்.
Li-ion பேட்டரிகளின் நேர்மறை மின்முனையாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய கோட்பாட்டளவில் பல வகையான பொருட்கள் இருந்தாலும், பொதுவான நேர்மறை மின்முனைப் பொருளின் முக்கிய கூறு LiCoO2 ஆகும். சார்ஜ் செய்யும் போது, மின்கலத்தின் இரு துருவங்களில் சேர்க்கப்படும் மின்சாரத் திறன், நேர்மறை மின்முனையின் கலவையை லித்தியம் அயனிகளை வெளியிட கட்டாயப்படுத்துகிறது, அவை எதிர்மறை மின்முனையின் கார்பனில் லேமல்லர் அமைப்புடன் பதிக்கப்படுகின்றன. வெளியேற்றப்படும் போது, லித்தியம் அயனிகள் கார்பனின் லேமல்லர் அமைப்பிலிருந்து வெளியேறி, நேர்மறை மின்முனையில் உள்ள கலவையுடன் மீண்டும் இணைகின்றன. லித்தியம் அயனிகளின் இயக்கம் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது. லித்தியம் பேட்டரிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கான கொள்கை இதுதான்.
கொள்கை எளிமையானது என்றாலும், உண்மையான தொழில்துறை உற்பத்தியில், கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய நடைமுறை சிக்கல்கள் அதிகம்: நேர்மறை மின்முனையின் பொருளுக்கு பல சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் செயல்பாட்டைப் பராமரிக்க கூடுதல் சேர்க்கைகள் தேவை, மேலும் எதிர்மறை மின்முனையின் பொருள் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும் அதிக லித்தியம் அயனிகளுக்கு இடமளிக்கும் மூலக்கூறு கட்டமைப்பு நிலை; நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளுக்கு இடையில் நிரப்பப்பட்ட எலக்ட்ரோலைட், நிலைத்தன்மையை பராமரிப்பதோடு, நல்ல மின் கடத்துத்திறனையும் கொண்டிருக்க வேண்டும் மற்றும் பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பைக் குறைக்க வேண்டும்.
லித்தியம்-அயன் பேட்டரி மேலே குறிப்பிடப்பட்ட அனைத்து நன்மைகளையும் கொண்டிருந்தாலும், பாதுகாப்பு சுற்றுக்கான அதன் தேவைகள் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருந்தாலும், செயல்முறையின் பயன்பாட்டில் அதிக சார்ஜ், அதிக-வெளியேற்ற நிகழ்வைத் தவிர்க்க கண்டிப்பாக இருக்க வேண்டும், வெளியேற்ற மின்னோட்டம் கூடாது மிகவும் பெரியதாக இருக்கும், பொதுவாக, வெளியேற்ற விகிதம் 0.2 C ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. லித்தியம் பேட்டரிகளின் சார்ஜிங் செயல்முறை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. சார்ஜிங் சுழற்சியில், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் சார்ஜ் செய்யத் தொடங்கும் முன் பேட்டரியின் மின்னழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையைக் கண்டறிய வேண்டும். பேட்டரி மின்னழுத்தம் அல்லது வெப்பநிலை உற்பத்தியாளரால் அனுமதிக்கப்பட்ட வரம்பிற்கு வெளியே இருந்தால், சார்ஜ் செய்வது தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது. அனுமதிக்கக்கூடிய சார்ஜிங் மின்னழுத்த வரம்பு: ஒரு பேட்டரிக்கு 2.5V~4.2V.
பேட்டரி ஆழமான வெளியேற்றத்தில் இருந்தால், சார்ஜருக்கு முன்-சார்ஜ் செயல்முறை இருக்க வேண்டும், இதனால் பேட்டரி வேகமாக சார்ஜ் செய்வதற்கான நிபந்தனைகளை பூர்த்தி செய்யும்; பின்னர், பேட்டரி உற்பத்தியாளரால் பரிந்துரைக்கப்படும் வேகமான சார்ஜிங் வீதத்தின் படி, பொதுவாக 1C, சார்ஜர் பேட்டரியை நிலையான மின்னோட்டத்துடன் சார்ஜ் செய்கிறது மற்றும் பேட்டரி மின்னழுத்தம் மெதுவாக உயர்கிறது; பேட்டரி மின்னழுத்தம் செட் டெர்மினேஷன் மின்னழுத்தத்தை (பொதுவாக 4.1V அல்லது 4.2V) அடைந்தவுடன், நிலையான மின்னோட்ட சார்ஜிங் நிறுத்தப்படும் மற்றும் சார்ஜிங் மின்னோட்டம் பேட்டரி மின்னழுத்தம் செட் டெர்மினேஷன் மின்னழுத்தத்தை (பொதுவாக 4.1V அல்லது 4.2V) அடைந்தவுடன், நிலையான மின்னோட்ட சார்ஜிங் முடிவடைகிறது, சார்ஜிங் மின்னோட்டம் விரைவாக சிதைகிறது மற்றும் சார்ஜிங் முழு சார்ஜிங் செயல்முறைக்குள் நுழைகிறது; முழு சார்ஜிங் செயல்பாட்டின் போது, சார்ஜிங் ரேட் C/10க்கு கீழே குறையும் வரை அல்லது முழு சார்ஜிங் நேரம் அதிகமாகும் வரை, சார்ஜிங் மின்னோட்டம் படிப்படியாக சிதைகிறது, பின்னர் அது மேல் கட்-ஆஃப் சார்ஜிங்காக மாறும்; மேல் கட்-ஆஃப் சார்ஜிங்கின் போது, சார்ஜர் மிகச் சிறிய சார்ஜிங் மின்னோட்டத்துடன் பேட்டரியை நிரப்புகிறது. மேல் கட்ஆஃப் சார்ஜிங் காலத்திற்குப் பிறகு, சார்ஜ் அணைக்கப்படும்.
இடுகை நேரம்: நவம்பர்-15-2022