Lityum batareyalar haqida sirlar qanday?

Hozirgi vaqtda ikki xil elektr transport vositalarining akkumulyatorlari mavjud, ular musbat elektrod materialining farqiga ko'ra uchlamchi lityum batareyalar va lityum temir fosfat batareyalariga bo'lingan. Lityum temir fosfat batareyasining faolligi pastligi, energiya zichligi pastligi va batareyaning uzoq umrini ta'minlashga qodir emasligi sababli u asta-sekin ko'zdan g'oyib bo'ladi.

Hozirgi asosiy uchlamchi lityum batareya yuqori batareya faolligi va yuqori energiya zichligi afzalliklariga ega, shuning uchun yangi energiya modellari asosan ternar lityum batareyalarni energiya saqlash mexanizmi sifatida ishlatadilar.

Qanday lityum batareya bo'lishidan qat'i nazar, uning asosiy tuzilishi bir xil. Ular musbat elektrod, salbiy elektrod, ajratuvchi va elektrolitlardan iborat. Lityum batareyaning zaryadlanishi musbat elektroddan zaryadlangan lityum ionlarini (ekvivalent) hosil qilish va musbat elektroddan ajratib olish, manfiy elektrodga etib borish uchun elektrolit va ajratgichni "suzish" va uni salbiy elektrod materialiga kiritishdir. Bo'shatish jarayoni aksincha bo'lib, litiy ionlari salbiy elektroddan musbat elektrodga "o'tadi". Oddiy qilib aytganda, lityum batareyani zaryadlash va tushirish jarayoni ijobiy va salbiy elektrodlar o'rtasida "suzish" orqali lityum ionlari orqali amalga oshiriladi.

Bu elektr toki litiy ionlarini oldinga va orqaga "suzishga" majbur qiladi. Shunday qilib, biz tez zaryadlashni lityum ionining orqasida joylashgan yuqori quvvatli pervanel deb tushunishimiz mumkin, bu lityum ionlarini ijobiy elektroddan salbiy elektrodga "suzish" ni tez va majburan majbur qiladi, sekin zaryadlash esa kam quvvatli pervanel, lityum ionidir. asta-sekin ijobiydan salbiyga "suzish".

Xo'sh, nega tez zaryadlash batareyaga ta'sir qiladi? Sodda qilib aytganda, ko'pgina litiy ionlari ijobiy elektroddan manfiy elektrodga «suzadi». Salbiy elektrod erga tushmasidan oldin (salbiy elektrod ichiga o'rnatilgan) yana bir lityum ion yugurib chiqdi va ikkita litiy ioni birgalikda "o'ldirildi" zararsizlantirildi. Natijada, batareya bitta lityum ionini yo'qotadi. Vaqt o'tishi bilan "o'lik" lityum ionlari to'planib, litiy dendritlarini hosil qiladi. Batareyalarning ko'pgina defrajlari yuzaga keladi va ularning aksariyati litiy dendritlari ajratgichni teshib qo'yishi va batareyaning ichidagi qisqa tutashuvlarga olib keladi.

Bundan tashqari, uni yana uzaytiraylik. Nima uchun elektr transport vositalarining batareya muddati qishda past haroratda keskin qisqaradi? Yuqorida aytib o'tilganidek, batareyaning zaryadsizlanish jarayoni shundan iboratki, litiy ionlari salbiy elektroddan ajralib chiqadi va keyin elektroliz orqali musbat elektrodga "qaytariladi". Past haroratlarda elektrolit "yopishqoq" yoki hatto "muzlash" ga aylanishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, litiy ionlarini salbiy elektroddan "orqaga suzish" jarayoni yanada qiyinlashadi va lityum ionlarini itarish uchun ko'proq kuchli siquvchilar kerak bo'ladi, ya'ni batareyaning ichki qarshiligi oshadi.

Shuning uchun batareyaning o'zi past haroratlarda ko'proq quvvat sarflashi kerak, bu esa transport vositasini boshqarish uchun zarur bo'lgan quvvatning pasayishiga olib keladi. Shu sababli qishda elektr transport vositalarining batareya quvvati keskin qisqargan.