எலெக்ட்ரிக் வாகனச் சந்தையின் வெப்பமான அளவினால் தாக்கம்,லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள், மின்சார வாகனங்களின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்றாக, அதிக அளவில் வலியுறுத்தப்பட்டுள்ளது. மக்கள் நீண்ட ஆயுள், அதிக சக்தி, நல்ல பாதுகாப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரியை உருவாக்க உறுதிபூண்டுள்ளனர். அவற்றில், தணிவுலித்தியம் அயன் பேட்டரிதிறன் அனைவரின் கவனத்திற்கும் மிகவும் தகுதியானது, லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் பலவீனமடைவதற்கான காரணங்கள் அல்லது பொறிமுறையைப் பற்றிய முழுமையான புரிதல் மட்டுமே, சிக்கலைத் தீர்க்க சரியான மருந்தை பரிந்துரைக்க முடியும், அந்த லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் திறன் ஏன் தணிவு?
லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் திறன் சிதைவுக்கான காரணங்கள்
1.நேர்மறை மின்முனை பொருள்
LiCoO2 என்பது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் கத்தோட் பொருட்களில் ஒன்றாகும் (3C வகை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சக்தி பேட்டரிகள் அடிப்படையில் மும்மை மற்றும் லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட்டைக் கொண்டு செல்கின்றன). சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும் போது, செயலில் உள்ள லித்தியம் அயனிகளின் இழப்பு திறன் சிதைவுக்கு அதிக பங்களிக்கிறது. 200 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு, LiCoO2 ஒரு கட்ட மாற்றத்திற்கு உட்படவில்லை, மாறாக லேமல்லர் அமைப்பில் மாற்றம் ஏற்பட்டது, இது Li+ டி-உட்பொதிப்பதில் சிரமங்களுக்கு வழிவகுத்தது.
LiFePO4 நல்ல கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அனோடில் உள்ள Fe3+ ஆனது கிராஃபைட் அனோடில் Fe உலோகமாகக் கரைந்து, அதன் விளைவாக அனோட் துருவமுனைப்பை அதிகரிக்கிறது. பொதுவாக Fe3+ கரைதல் LiFePO4 துகள்களின் பூச்சு அல்லது எலக்ட்ரோலைட் தேர்வு மூலம் தடுக்கப்படுகிறது.
NCM மும்மைப் பொருட்கள் ① மாறுதல் உலோக ஆக்சைடு கேத்தோடு பொருளில் உள்ள மாறுதல் உலோக அயனிகள் அதிக வெப்பநிலையில் எளிதில் கரைந்துவிடும், இதனால் எலக்ட்ரோலைட்டில் விடுபடுவது அல்லது எதிர்மறைப் பக்கத்தில் டெபாசிட் செய்வது திறன் குறைவை ஏற்படுத்துகிறது; ② மின்னழுத்தம் 4.4V vs. Li+/Lஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, மும்மைப் பொருளின் கட்டமைப்பு மாற்றம் திறன் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கிறது; ③ Li-Ni கலப்பு வரிசைகள், Li+ சேனல்களின் தடைக்கு வழிவகுக்கும்.
LiMnO4-அடிப்படையிலான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் திறன் சிதைவின் முக்கிய காரணங்கள் 1. ஜான்-டெல்லர் பிறழ்வு போன்ற மீளமுடியாத கட்டம் அல்லது கட்டமைப்பு மாற்றங்கள்; மற்றும் 2. எலக்ட்ரோலைட்டில் Mn கரைதல் (எலக்ட்ரோலைட்டில் HF இருப்பது), விகிதாச்சார எதிர்வினைகள் அல்லது நேர்மின்முனையில் குறைப்பு.
2.எதிர்மறை மின்முனை பொருட்கள்
கிராஃபைட்டின் அனோட் பக்கத்தில் லித்தியம் மழைப்பொழிவின் உருவாக்கம் (லித்தியத்தின் ஒரு பகுதி "இறந்த லித்தியம்" அல்லது லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகளை உருவாக்குகிறது), குறைந்த வெப்பநிலையில், லித்தியம் அயன் பரவல் மெதுவாக லித்தியம் மழைப்பொழிவுக்கு வழிவகுக்கும், மேலும் லித்தியம் மழைப்பொழிவு ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. N/P விகிதம் மிகவும் குறைவாக இருக்கும்போது.
அனோட் பக்கத்தில் SEI படத்தின் தொடர்ச்சியான அழிவு மற்றும் வளர்ச்சி லித்தியம் குறைப்பு மற்றும் அதிகரித்த துருவமுனைப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.
சிலிக்கான் அடிப்படையிலான அனோடில் லித்தியம் உட்பொதித்தல்/டி-லித்தியம் அகற்றுதல் ஆகியவற்றின் தொடர்ச்சியான செயல்முறை, சிலிக்கான் துகள்களின் தொகுதி விரிவாக்கம் மற்றும் விரிசல் தோல்விக்கு எளிதில் வழிவகுக்கும். எனவே, சிலிக்கான் அனோடைப் பொறுத்தவரை, அதன் தொகுதி விரிவாக்கத்தைத் தடுப்பதற்கான வழியைக் கண்டுபிடிப்பது மிகவும் முக்கியமானது.
3.எலக்ட்ரோலைட்
எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள காரணிகள் திறன் சிதைவுக்கு பங்களிக்கின்றனலித்தியம் அயன் பேட்டரிகள்அடங்கும்:
1. கரைப்பான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் சிதைவு (தீவிர தோல்வி அல்லது வாயு உற்பத்தி போன்ற பாதுகாப்பு சிக்கல்கள்), கரிம கரைப்பான்களுக்கு, ஆக்சிஜனேற்ற திறன் 5V எதிராக Li+/Liக்கு அதிகமாக இருக்கும் போது அல்லது குறைப்பு திறன் 0.8V விட குறைவாக இருக்கும் போது (வெவ்வேறு எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு மின்னழுத்தம் வேறுபட்டது), சிதைவது எளிது. எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு (எ.கா. LiPF6), மோசமான நிலைத்தன்மையின் காரணமாக அதிக வெப்பநிலையில் (55℃ க்கு மேல்) சிதைவது எளிது.
2. சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும் போது, எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளுக்கு இடையேயான எதிர்வினை அதிகரிக்கிறது, வெகுஜன பரிமாற்ற திறன் பலவீனமடைகிறது.
4.உதரவிதானம்
உதரவிதானம் எலக்ட்ரான்களைத் தடுக்கும் மற்றும் அயனிகளின் பரிமாற்றத்தை நிறைவேற்றும். எவ்வாறாயினும், எலக்ட்ரோலைட் போன்றவற்றின் சிதைவு தயாரிப்புகளால் உதரவிதான துளைகள் தடுக்கப்படும்போது அல்லது அதிக வெப்பநிலையில் உதரவிதானம் சுருங்கும்போது அல்லது உதரவிதானம் வயதாகும்போது Li+ ஐ கடத்தும் உதரவிதானத்தின் திறன் குறைக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, உள் குறுகிய சுற்றுக்கு வழிவகுக்கும் உதரவிதானத்தைத் துளைக்கும் லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகளின் உருவாக்கம் அதன் தோல்விக்கு முக்கிய காரணமாகும்.
5. திரவத்தை சேகரித்தல்
சேகரிப்பாளரின் திறன் இழப்புக்கான காரணம் பொதுவாக சேகரிப்பாளரின் அரிப்பு ஆகும். தாமிரம் எதிர்மறை சேகரிப்பாளராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது அதிக ஆற்றல்களில் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய எளிதானது, அதே சமயம் அலுமினியம் நேர்மறை சேகரிப்பாளராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது லித்தியத்துடன் லித்தியம்-அலுமினிய கலவையை உருவாக்குவது எளிது. குறைந்த மின்னழுத்தத்தின் கீழ் (1.5V மற்றும் அதற்கும் குறைவான, அதிக-வெளியேற்றம்), எலக்ட்ரோலைட்டில் Cu2+ ஆக தாமிரம் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்பட்டு, எதிர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பில் படிந்து, லித்தியம் உட்பொதிவதைத் தடுக்கிறது, இதன் விளைவாக திறன் சிதைவு ஏற்படுகிறது. மற்றும் நேர்மறையான பக்கத்தில், அதிக கட்டணம்பேட்டரிஅலுமினிய சேகரிப்பாளரின் குழியை ஏற்படுத்துகிறது, இது உள் எதிர்ப்பு மற்றும் திறன் சிதைவின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.
6. கட்டணம் மற்றும் வெளியேற்ற காரணிகள்
அதிகப்படியான சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் பெருக்கிகள் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் வேகமான திறன் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கும். சார்ஜ்/டிஸ்சார்ஜ் பெருக்கியின் அதிகரிப்பு என்பது பேட்டரியின் துருவமுனைப்பு மின்மறுப்பு அதற்கேற்ப அதிகரிக்கிறது, இது திறன் குறைவதற்கு வழிவகுக்கிறது. கூடுதலாக, அதிக பெருக்கல் விகிதத்தில் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் உருவாகும் பரவல்-தூண்டப்பட்ட மன அழுத்தம், கேத்தோட் செயலில் உள்ள பொருள் இழப்பு மற்றும் பேட்டரியின் முதிர்ச்சியை துரிதப்படுத்துகிறது.
பேட்டரிகளை அதிகமாக சார்ஜ் செய்யும் மற்றும் அதிக டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது, எதிர்மறை மின்முனையானது லித்தியம் மழைப்பொழிவுக்கு ஆளாகிறது, நேர்மறை மின்முனை அதிகப்படியான லித்தியம் அகற்றும் பொறிமுறையானது சரிந்து, எலக்ட்ரோலைட்டின் ஆக்ஸிஜனேற்ற சிதைவு (துணை தயாரிப்புகள் மற்றும் வாயு உற்பத்தியின் நிகழ்வு) துரிதப்படுத்தப்படுகிறது. பேட்டரி அதிகமாக டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, தாமிரத் தகடு கரைந்துவிடும் (லித்தியம் டி-உட்பொதிப்பதைத் தடுக்கிறது, அல்லது நேரடியாக காப்பர் டென்ட்ரைட்டுகளை உருவாக்குகிறது), இது திறன் சிதைவு அல்லது பேட்டரி செயலிழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.
சார்ஜிங் கட்-ஆஃப் மின்னழுத்தம் 4V ஆக இருக்கும்போது, சார்ஜிங் கட்-ஆஃப் மின்னழுத்தத்தை (எ.கா., 3.95V) சரியான முறையில் குறைப்பது பேட்டரியின் சுழற்சி ஆயுளை மேம்படுத்தும் என்று சார்ஜிங் உத்தி ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. 80% SOC க்கு வேகமாக சார்ஜ் செய்வதை விட 100% SOC க்கு பேட்டரியை வேகமாக சார்ஜ் செய்வது வேகமாக சிதைகிறது என்பதும் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. கூடுதலாக, லி மற்றும் பலர். துடிப்பு சார்ஜிங் செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும் என்றாலும், பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பு கணிசமாக உயரும், மேலும் எதிர்மறை மின்முனை செயலில் உள்ள பொருளின் இழப்பு தீவிரமானது.
7.வெப்பநிலை
திறன் மீது வெப்பநிலை விளைவுலித்தியம் அயன் பேட்டரிகள்என்பதும் மிக முக்கியமானது. அதிக வெப்பநிலையில் நீண்ட நேரம் செயல்படும் போது, மின்கலத்துக்குள் பக்கவிளைவுகள் (எ.கா. எலக்ட்ரோலைட்டின் சிதைவு) அதிகரிக்கிறது, இது மீள முடியாத திறன் இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. நீண்ட காலத்திற்கு குறைந்த வெப்பநிலையில் செயல்படும் போது, பேட்டரியின் மொத்த மின்மறுப்பு அதிகரிக்கிறது (எலக்ட்ரோலைட் கடத்துத்திறன் குறைகிறது, SEI மின்மறுப்பு அதிகரிக்கிறது மற்றும் மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளின் விகிதம் குறைகிறது), மேலும் பேட்டரியிலிருந்து லித்தியம் மழைப்பொழிவு ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது.
மேலே உள்ள லித்தியம்-அயன் பேட்டரி திறன் சிதைவுக்கான முக்கிய காரணம், மேலே உள்ள அறிமுகத்தின் மூலம், லித்தியம்-அயன் பேட்டரி திறன் சிதைவின் காரணங்களை நீங்கள் புரிந்து கொண்டிருப்பதாக நான் நம்புகிறேன்.
இடுகை நேரம்: ஜூலை-24-2023