ලිතියම් බැටරි අධි ආරෝපණ යාන්ත්‍රණය සහ අධික ආරෝපණය වැළැක්වීමේ පියවර (2)

මෙම ලිපියේ, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ NCM111+LMO සහිත 40Ah බෑග් බැටරියක අධිආරෝපණ ක්‍රියාකාරිත්වය අත්හදා බැලීම් සහ සමාකරණ හරහා අධ්‍යයනය කෙරේ.අධි ආරෝපණ ධාරා පිළිවෙලින් 0.33C, 0.5C සහ 1C වේ.බැටරියේ විශාලත්වය 240mm * 150mm * 14mm වේ.(3.65V ශ්‍රේණිගත වෝල්ටීයතාවයට අනුව ගණනය කර ඇති අතර, එහි පරිමාව නිශ්චිත ශක්තිය 290Wh/L පමණ වේ, එය තවමත් සාපේක්ෂව අඩුය)

අධි ආරෝපණ ක්‍රියාවලියේදී වෝල්ටීයතාව, උෂ්ණත්වය සහ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය වෙනස් වීම පින්තූරය 1 හි පෙන්වා ඇත. එය දළ වශයෙන් අදියර හතරකට බෙදිය හැකිය:

පළමු අදියර: 1

දෙවන අදියර: 1.2

තෙවන අදියර: 1.4

සිව්වන අදියර: SOC>1.6, බැටරියේ අභ්‍යන්තර පීඩනය සීමාව ඉක්මවීම, ආවරණයක් කැඩී යාම, ප්‍රාචීරය හැකිලීම සහ විකෘති වීම සහ බැටරි තාප ගැලීම.බැටරිය තුළ කෙටි පරිපථයක් සිදු වේ, විශාල ශක්තියක් වේගයෙන් මුදා හරින අතර, බැටරියේ උෂ්ණත්වය 780 ° C දක්වා තියුනු ලෙස ඉහළ යයි.

图3

图4

අධි ආරෝපණ ක්‍රියාවලියේදී ජනනය වන තාපයට ඇතුළත් වන්නේ: ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි එන්ට්‍රොපි තාපය, ජූල් තාපය, රසායනික ප්‍රතික්‍රියා තාපය සහ අභ්‍යන්තර කෙටි පරිපථයෙන් නිකුත් වන තාපය.රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවේ තාපයට Mn ද්‍රාවණයෙන් නිකුත් වන තාපය, ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ ලිතියම් ලෝහ ප්‍රතික්‍රියාව, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඔක්සිකරණය, SEI පටල වියෝජනය, සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ වියෝජනය සහ ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ වියෝජනය ඇතුළත් වේ. (NCM111 සහ LMO).එක් එක් ප්‍රතික්‍රියාවේ එන්තැල්පි වෙනස්වීම සහ සක්‍රීය කිරීමේ ශක්තිය වගුව 1 හි දැක්වේ.(මෙම ලිපිය බයින්ඩර් වල අතුරු ප්‍රතික්‍රියා නොසලකා හරියි)

图5

පින්තූරය 3 යනු විවිධ ආරෝපණ ධාරා සමඟ අධික ලෙස ආරෝපණය කිරීමේදී තාප උත්පාදන අනුපාතය සංසන්දනය කිරීමයි.3 වන පින්තූරයෙන් පහත නිගමන උකහා ගත හැකිය:

1) ආරෝපණ ධාරාව වැඩි වන විට, තාප ධාවන කාලය වැඩි වේ.

2) අධික ලෙස ආරෝපණය කිරීමේදී තාප නිෂ්පාදනය ජූල් තාපය මගින් ආධිපත්‍යය දරයි.SOC<1.2, සම්පූර්ණ තාප නිෂ්පාදනය මූලික වශයෙන් ජූල් තාපයට සමාන වේ.

3) දෙවන අදියරේදී (1

4) SOC>1.45, ලෝහ ලිතියම් සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය ප්‍රතික්‍රියාවෙන් නිකුත් කරන තාපය ජූල් තාපය ඉක්මවා යයි.

5) SOC>1.6, SEI පටලය සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අතර වියෝජන ප්‍රතික්‍රියාව ආරම්භ වන විට, ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියාවේ තාප නිෂ්පාදන වේගය තියුනු ලෙස වැඩි වන අතර සම්පූර්ණ තාප නිෂ්පාදන අනුපාතය උපරිම අගයට ළඟා වේ.(සාහිත්‍යයේ 4 සහ 5 හි විස්තර පින්තූර සමඟ තරමක් නොගැලපෙන අතර මෙහි පින්තූර පවතින අතර ඒවා සකස් කර ඇත.)

6) අධික ආරෝපණ ක්‍රියාවලියේදී, ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ ලෝහ ලිතියම් ප්‍රතික්‍රියාව සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඔක්සිකරණය වීම ප්‍රධාන ප්‍රතික්‍රියා වේ.

图6

ඉහත විශ්ලේෂණය හරහා, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඔක්සිකරණ විභවය, සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ධාරිතාව සහ තාප ධාවන පථයේ ආරම්භක උෂ්ණත්වය අධික ලෙස ආරෝපණය කිරීමේ ප්‍රධාන පරාමිතීන් තුන වේ.රූප සටහන 4 මඟින් අධි ආරෝපණ කාර්ය සාධනය මත ප්‍රධාන පරාමිති තුනක බලපෑම පෙන්වයි.සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ධාරිතාව අධි ආරෝපණ ක්‍රියාකාරීත්වයට සුළු බලපෑමක් ඇති කරන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඔක්සිකරණ විභවය වැඩි වීමෙන් බැටරියේ අධි ආරෝපණ ක්‍රියාකාරිත්වය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කළ හැකි බව පෙනේ.(වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, අධි වෝල්ටීයතා විද්‍යුත් විච්ඡේදකය බැටරියේ අධි ආරෝපණ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වන අතර N/P අනුපාතය වැඩි කිරීම බැටරියේ අධික ආරෝපණ ක්‍රියාකාරිත්වයට එතරම් බලපෑමක් නොකරයි.)

යොමු කිරීම්

D. Ren et al.බලශක්ති මූලාශ්ර සඟරාව 364(2017) 328-340


පසු කාලය: දෙසැම්බර්-15-2022