Kenapa Bateri Lithium-ion Tidak Selamanya Selamanya?

Prinsip asas bateri lithium-ion adalah seperti berikut -

Apabila bateri dicas sepenuhnya elektrod negatif penuh dengan ion lithium.

Sebaik sahaja ia disambungkan ke perkakas ion litium ini mula bergerak melalui elektrolit ke elektrod positif dan reaksi kimia ini mencipta cas elektrik di terminal.

Apabila tiada lagi ion litium yang ditinggalkan pada plat negatif bateri adalah rata dan pengisian diperlukan untuk membalikkan proses.

Bagaimana bateri lithium-ion berfungsi

tetapi pada hakikatnya prosesnya tidak begitu sempurna. Dari pelepasan pertama dan kitar semula, kapasiti bateri menurun.

Terdapat empat isu semasa bermain:

Antara muka elektrolit pepejal membina elektrod negatif

Pengoksidaan elektrolit pada elektrod positif

Penyaduran litium

Degradasi mekanikal

Antara muka elektrolit pepejal dan pengoksidaan elektrolit

Walaupun bateri litium ion yang dikenakan litium oksida dan atom karbonat litium membentuk filem pada elektrod negatif yang dikenali sebagai Antara Muka Elektrolit Padat (SEI).

Filem serupa yang dikenali sebagai pengoksidaan elektrolit berlaku pada elektrod positif jika bateri dikendalikan pada keadaan penuh atau hampir penuh pada suhu 104 ° F (40 ° C) atau lebih tinggi. Pengoksidaan elektrolit bukanlah sesuatu yang baru, proses ini digunakan secara aktif untuk merawat logam agar tidak berkarat. Ini sangat popular dalam industri kapal layar, tetapi tidak dialu-alukan dalam bateri.

Haba ini mungkin terdengar jarang, tetapi suhu operasi di dalam peranti seperti komputer riba sering boleh jauh melebihi batas ini. Ia juga biasa di beberapa bahagian di dunia seperti Nissan mengetahui apabila pemilik kereta elektrik mereka yang tinggal di kawasan panas seperti Arizona didakwa kerana kapasiti bateri yang lemah selepas sedikit menunaikan dan kitaran semula.

Pengoksidaan elektrolit juga meningkatkan kadar pelepasan diri yang boleh menjelaskan mengapa sesetengah bateri sepertinya memerlukan pengecasan tetap walaupun tidak digunakan.

Filem-filem ini mula-mula begitu nipis sehingga kebanyakan ion lithium boleh dilalui, tetapi selepas kitaran pengecasan dan menunaikan progresif, mereka secara beransur-ansur menebal. Setiap kali filem itu mengental ia mengurangkan bilangan ion litium yang boleh bergerak di antara plat, yang mempengaruhi keupayaan bateri untuk mengisi sepenuhnya serta meningkatkan masa yang diperlukan untuk mengisi semula.

Pelbagai pengeluar telah dapat mengurangkan pembentukan satu atau kedua-dua filem dengan penambahan bahan kimia tertentu ke elektrolit, tetapi tidak ada yang berjaya menghentikan prosesnya sama sekali.

Apabila bateri lithium-ion dicaj dengan cepat kadar di mana ion meninggalkan elektrod positif dan menuju ke arah elektrod negatif melebihi kadar di mana elektrod negatif dapat menyerap ion. Dalam kes sedemikian, ion kemudian menjadi deposit metalik pada elektrod.

Elektrod positif adalah sangat miskin pada menyerap ion pada suhu rendah, jadi campurkan pengisian pesat dan persekitaran yang sejuk dan anda mendapat resipi untuk penyaduran litium pantas.

Kurang ion sekitar bermakna kurang kapasiti bateri. Dalam keadaan yang lebih melampau, membina boleh menyebabkan bateri menjadi pendek dan gagal sepenuhnya.

36v 12Ah Li Ion Battery