ব্যাটারি চার্জ প্রভাবিত কার কারণ কি?

July 23, 2018

চীন শক্তি সঞ্চয় নেটওয়ার্ক সংবাদ:

লিথিয়াম ব্যাটারীগুলি "কেল্লিং চেয়ার টাইপ" ব্যাটারী বলা হয়। চার্জ আয়নগুলি ইতিবাচক ও নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে চার্জ স্থানান্তর, বাহ্যিক সার্কিটে বিদ্যুৎ সরবরাহ বা বহিরাগত শক্তি উত্স থেকে চার্জ করা বোঝায়।
নির্দিষ্ট চার্জিং প্রক্রিয়ার সময়, বহিরাগত ভোল্টেজটি ব্যাটারিটির দুইটি খুঁটিগুলিতে প্রয়োগ করা হয়, লিথিয়াম আয়নগুলি ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান থেকে ডিনক্র্যাফ্ট করা হয়, ইলেক্ট্রোলাইটটি প্রবেশ করে এবং একই সময়ে, ইতিবাচক বর্তমান সংগ্রাহকের মাধ্যমে বহন করার জন্য অতিরিক্ত ইলেকট্রন উৎপন্ন হয় , এবং একটি বহিরাগত সার্কিট মাধ্যমে নেতিবাচক বিদ্যুদ্বাহক দিকে সরানো; লিথিয়াম আয়ন ইলেক্ট্রোলাইট হয়। ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড দিকে অগ্রসর হয় এবং বিভাজক মাধ্যমে নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড পৌঁছাতে পাস; নেতিবাচক গ্র্যাফাইট স্তরপূর্ণ গঠন এবং ইলেক্ট্রনের সাথে সংযুক্ত করা হয় নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত SEI ফিল্মটি।
সম্পূর্ণ আয়ন এবং ইলেক্ট্রন অপারেশন চলাকালীন, চার্জ স্থানান্তর প্রভাবিত ব্যাটারি গঠন, কিনা electrochemical বা শারীরিক, দ্রুত চার্জ পারফরম্যান্স উপর প্রভাব থাকবে।
ব্যাটারি বিভিন্ন অংশের জন্য দ্রুত চার্জ প্রয়োজন
ব্যাটারি জন্য, আপনি ক্ষমতা কর্মক্ষমতা উন্নত করতে চান, আপনি ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড, নেতিবাচক ইলেকট্রোড, ইলেক্ট্রোলাইট, মধ্যচ্ছদা এবং স্ট্রাকচারাল ডিজাইন সহ ব্যাটারি এর সব দিক হার্ড কাজ করতে হবে।

ইতিবাচক বিদ্যুদ্বাহক
বস্তুত, প্রায় সব ধরণের ক্যাথোড উপাদানগুলি দ্রুত-ভরা ব্যাটারী তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। নিশ্চিত করা প্রয়োজন প্রধান পারফরম্যান্সগুলি অন্তর্ভুক্তি (অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের হ্রাস), বিস্তার (গ্যারান্টেড প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা), দীর্ঘায়ু (ব্যাখ্যা করার প্রয়োজন নেই) এবং নিরাপত্তা (প্রয়োজনীয় নয়)। ব্যাখ্যা), সঠিক প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা (নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা খুব বড় হতে পারে না, নিরাপত্তার জন্য পক্ষ প্রতিক্রিয়া কমাতে)
অবশ্যই, প্রতিটি নির্দিষ্ট বস্তুর জন্য সমস্যাগুলি সমাধান হতে পারে, কিন্তু আমাদের সাধারণ ক্যাথোড উপাদানগুলো অপটিমাইজেশনের ধারাবাহিকতার মাধ্যমে অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে, তবে বিভিন্ন উপকরণগুলিও ভিন্ন:
এ। লিথিয়াম লৌহ ফসফেট সঞ্চালন সমস্যা এবং কম তাপমাত্রা সমস্যা সমাধানের উপর আরো মনোযোগী হতে পারে। কার্বন লেপ, মাঝারি nanocrystallization (নোট যে এটা মধ্যপন্থী, স্পষ্টভাবে সহজ যুক্তি হিসাবে সূক্ষ্ম হিসাবে না), কণা পৃষ্ঠের উপর ionic conductors গঠন সবচেয়ে সাধারণত কৌশল হয়।
বি, তিনারি উপাদান নিজেই একটি ভাল conductance আছে, কিন্তু এর প্রতিক্রিয়া খুব বেশী, তাই nanocrystallization (nanocrystallization) ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র উপাদান, বিশেষত ব্যাটারী ক্ষেত্রের মধ্যে মেটালগ্রাফিক উপাদান কর্মক্ষমতা উন্নতি একটি টিপস না। কখনও কখনও সিস্টেমের মধ্যে অনেক প্রতিক্রিয়া হয়। আরো মনোযোগ সুরক্ষা এবং বাধা (এবং ইলেক্ট্রোলাইট) পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া দেওয়া হয়। সব শেষে, টর্নেডো উপকরণ প্রধান লক্ষ্য নিরাপত্তা। সাম্প্রতিক ব্যাটারি নিরাপত্তা দুর্ঘটনা হয়।
সি, লিথিয়াম ম্যাঙ্গানট জীবনের জন্য আরো গুরুত্বপূর্ণ, বাজারে লিথিয়াম ম্যাঙ্গানট এর দ্রুত চার্জ ব্যাটারি অনেক আছে।
নেতিবাচক বিদ্যুদ্বাহক
লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি চার্জ করা হয় যখন, লিথিয়াম নেতিবাচক বিদ্যুদ্বাহক migrates। দ্রুত চার্জ এবং উচ্চ বর্তমান দ্বারা সৃষ্ট অত্যধিক উচ্চ সম্ভাবনা নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্য আরও নেতিবাচক হতে হবে। এই সময়ে, নেতিবাচক বিদ্যুতের চাপ দ্রুত লিথিয়াম গ্রহন করা বড় হয়ে যাবে, এবং লিথিয়াম ডেনড্রাইট উৎপাদনের প্রবনতা আরও বড় হবে। অতএব, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড কেবল দ্রুত চার্জিংয়ের সময় লিথিয়ামের বিস্তারকে সন্তুষ্ট করতে হবে না। গতিসম্পর্কিত প্রয়োজনীয়তা, কিন্তু লিথিয়াম ডেনড্রাইট গঠন বৃদ্ধি প্রবণতা দ্বারা সৃষ্ট নিরাপত্তা সমস্যাগুলি সমাধান করা, যাতে দ্রুত চার্জিং কোরের প্রধান প্রযুক্তিগত অসুবিধা হল নেতিবাচক বৈদ্যুতিক বিদ্যায় লিথিয়াম আয়ন সন্নিবেশ করা।
এ। বর্তমানে, বাজারে প্রভাবশালী অ্যানড উপাদান এখনও গ্রাফাইট (বাজার অংশের প্রায় 90% জন্য অ্যাকাউন্টিং), মূল কারণ কেউ না - সস্তা, এবং ব্যাপক প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা এবং গ্রাফাইট শক্তি ঘনত্ব চমৎকার, এবং অসুবিধাগুলি অপেক্ষাকৃত কম। অবশ্যই, গ্রাফাইট anodes এছাড়াও সমস্যা আছে। পৃষ্ঠটি ইলেক্ট্রোলাইটের সংবেদনশীল, এবং লিথিয়ামের মধ্যবর্তী প্রতিক্রিয়াটি শক্তিশালী নির্দেশনা রয়েছে। অতএব, এটি প্রধানত গ্রাফাইট পৃষ্ঠ চিকিত্সা চালানোর জন্য কঠোর পরিশ্রম, তার গঠনগত স্থায়িত্ব উন্নত, এবং স্তর নেভিগেশন লিথিয়াম আয়ন বিস্তার ব্যাখ্যা করা আবশ্যক। অভিমুখ.
খ। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে হার্ড কার্বন এবং নরম কার্বন পদার্থও তৈরি করা হয়েছে: কঠিন কার্বন পদার্থের উচ্চ লিথিয়াম সন্নিবেশ ধারণক্ষমতা, উপকরণের মাইক্রোপ্রসেস এবং ভাল প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা; এবং নরম কার্বন পদার্থসমূহ ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে ভাল সামঞ্জস্য রয়েছে, এমসিএমজি উপকরণগুলিও খুব বেশি প্রতিনিধিত্ব করে, তবে কঠোর ও নরম কার্বন পদার্থ সাধারণত কার্যকারিতা কম এবং খরচের মধ্যে উচ্চতা (এবং কল্পনা করুন যে গ্রাফাইট যতটা সস্তা, আমি শিল্প বিন্দু থেকে আশা করি দেখুন), তাই পরিমাণ গ্রাফাইটের থেকে অনেক কম, এবং কিছু বিশেষত্ব ব্যবহার করা হয়। ব্যাটারি এ
সি, কিভাবে লিথিয়াম titanate সম্পর্কে? এটা সহজভাবে বলে: লিথিয়াম titanate উচ্চ ক্ষমতা ঘনত্ব, নিরাপদ, এবং সুস্পষ্ট ক্ষতির সুবিধা আছে। শক্তি ঘনত্ব খুব কম, এবং গণনা খরচ উচ্চ অনুসারে হয়। অতএব, লিথিয়াম titanate ব্যাটারি দৃষ্টিকোণ কিছু উপলক্ষ্যে সুবিধাজনক যে একটি দরকারী প্রযুক্তি, কিন্তু এটি খরচ এবং ক্রুজ পরিসীমা উচ্চ যেখানে অনেক অনুষ্ঠান জন্য উপযুক্ত নয়।
ডি, সিলিকন অ্যানড উপাদান একটি গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন দিক, প্যানাসনিকের নতুন 18650 ব্যাটারি যেমন উপকরণ জন্য বাণিজ্যিক প্রক্রিয়া শুরু হয়েছে। কিন্তু ননোটেকনোলজি এবং ব্যাটারি শিল্পের সাধারণ মাইক্রন-স্কেল উপাদানগুলির জন্য কর্মক্ষমতাগুলির অনুধাবনের মধ্যে একটি ভারসাম্য কিভাবে অর্জন করা যায় তা এখনও একটি চ্যালেঞ্জিং কাজ।

মধ্যচ্ছদা
শক্তি ব্যাটারির জন্য, উচ্চ বর্তমান অপারেশন নিরাপত্তা এবং দীর্ঘায়ু জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা উপলব্ধ করা হয়। ডায়াফ্রাম লেপ প্রযুক্তি অবিচ্ছিন্ন হয়। সিরামিক লেপানো ঝিল্লি দ্রুত তাদের উচ্চ নিরাপত্তা এবং ইলেক্ট্রোলাইট মধ্যে অমেধ্য ভোজন করার ক্ষমতা কারণে দূরে ধাক্কা হচ্ছে। বিশেষ করে টেরনারি ব্যাটারির নিরাপত্তার জন্য, নিরাপত্তা প্রভাব বিশেষত উল্লেখযোগ্য।
বর্তমানে সিরামিক ডায়াফ্রামে ব্যবহৃত প্রধান সিস্টেম হল প্রচলিত diaphragms পৃষ্ঠে কোট অ্যালুমিনিয়াম কণা। একটি তুলনামূলক উপন্যাস উপায়ে ঝিল্লি উপর কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ফাইবার কোট হয়। এই ধরনের ঝিল্লি নিম্ন অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ এবং ঝিল্লি জন্য যান্ত্রিক সমর্থন আছে। চমৎকার, এবং এটি সেবা সময় মধ্যচ্ছদা গর্ত অবরোধ একটি নিম্ন প্রবণতা আছে।
লেপ পরে, বিভাজক ভাল স্থায়িত্ব আছে। তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে উচ্চ হলেও, এটি সঙ্কুচিত করা এবং বিকৃত করা সহজ নয়, ফলে শর্ট সার্কিটে জিয়াংসু কিংসটা এনজিওর কোং লিমিটেড, সেংহুয়া ইউনিভার্সিটি স্কুল অব টেকনিক্যাল এর একাডেমিক গবেষকের কারিগরি সহায়তা, এই বিষয়ে কিছু প্রতিনিধি রয়েছে। কাজ, ডায়াফ্রাম নীচে দেখানো হয়।
ইলেক্ট্রোলাইট
একটি দ্রুত চার্জ লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি কর্মক্ষমতা ইলেক্ট্রোলাইট একটি মহান প্রভাব আছে। দ্রুত চার্জ এবং উচ্চ বর্তমান অধীনে ব্যাটারি স্থিতিশীলতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য, ইলেক্ট্রোলাইট নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য পূরণ করা উচিত: A) বিচ্ছেদ করা যাবে না, বি) পরিবাহিতা উচ্চ হয়, সি) ইতিবাচক ও ঋণাত্মক উপকরণ নিষ্ক্রিয় করতে পারেন প্রতিক্রিয়া বা দ্রবীভূত না
এই প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা হয় তাহলে, কী additives এবং কার্যকরী ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, তিওয়ারি দ্রুত চার্জযুক্ত ব্যাটারির নিরাপত্তা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। এটি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে তাদের রক্ষা করার জন্য বিভিন্ন অ্যান্টি-উচ্চ তাপমাত্রা, শিখা- retardant এবং বিরোধী- overcharged additives যোগ করা প্রয়োজন। পুরাতন লিথিয়াম টাইটানট ব্যাটারি, উচ্চ তাপমাত্রা ফ্ল্যাটুলেন্সের সমস্যাও উচ্চ তাপমাত্রার কার্যকরী ইলেক্ট্রোলাইটের উপর নির্ভর করে।
ব্যাটারি গঠন নকশা
একটি আদর্শ অপ্টিমাইজেশান কৌশলটি স্তুপীকৃত ভিএস ঘুরানোর প্রকার। স্তরিত ব্যাটারি ইলেকট্রোড সমান্তরাল সম্পর্ক সমতুল্য, এবং ঘুরানোর টাইপ একটি সিরিজ সংযোগ সমতুল্য। অতএব, সাবেক অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের অনেক ছোট, এবং এটি পাওয়ার টাইপ জন্য আরো উপযুক্ত। অনুষ্ঠানে ড।
উপরন্তু, আপনি অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের এবং তাপ অপচয় সমস্যা সমাধানের জন্য পোড়ের সংখ্যা কঠোর পরিশ্রম করতে পারেন। উপরন্তু, উচ্চ-পরিবাহিতা ইলেকট্রোড উপকরণ ব্যবহার, আরও পরিবাহী এজেন্ট ব্যবহার করা, এবং পাতলা বিদ্যুদ্বাহক লেপ এছাড়াও কৌশল বিবেচনা করা যেতে পারে যে কৌশল।
সংক্ষেপে, ব্যাটারি এর অভ্যন্তরীণ চার্জ আন্দোলন প্রভাবিত করে এবং ইলেক্ট্রোড গহ্বর এম্বেড করার হার লিথিয়াম ব্যাটারি দ্রুত চার্জিং ক্ষমতা প্রভাবিত করবে।

中国储能网讯:锂电池被称为"摇椅型"电池,带电离子在正负极之间运动,实现电荷转移,给外部电路供电或者从外部电源充电

具体的充电过程中,外电压加载在电池的两极,锂离子从正极材料中脱嵌,进入电解液中,同时产生多余电子通过正极集流体,经外部电路向负极运动;锂离子在电解液中从正极向负极运动,穿过隔膜到达负极;经过负极表面的SEI膜嵌入到负极石墨层状结构中,并与电子结合।

在整个离子和电子的运行过程,对电荷转移产生影响的电池结构,无论电化学的还是物理的,都将对快速充电性能产生影响।

快充对电池各部分的要求

对于电池来说,如果要提升功率性能,需要在电池整体的各个环节中都下功夫,主要包括正极,负极,电解液,隔膜和结构设计等।

正极

实际上,各种正极材料几乎都可以用来制造快充型电池,主要需要保证的性能包括电导(减少内阻),扩散(保证反应动力学),寿命(不需要解释),安全(不需要解释),适当的加工性能(比表面积不可太大,减少副反应,为服务安全)।

当然,对于每种具体材料要解决的问题可能有所差异,但是我们一般常见的正极材料都可以通过一系列的优化来满足这些要求,但是不同材料也有所区别:

এ,磷酸铁锂可能更侧重于解决电导,低温方面的问题।进行碳包覆,适度纳米化(注意,是适度,绝对不是越细越好的简单逻辑),在颗粒表面处理形成离子导体都是最为典型的策略।

বি,三元材料本身电导已经比较好,但是其反应活性太高,因此三元材料少有进行纳米化的工作(纳米化可不是什么万金油式的材料性能提升的解药,尤其是在电池领域中有时还有好多反作用),更多在注重安全性和抑制(与电解液的)副反应,毕竟目前三元材料的一大命门就在于安全,近来的电池安全事故频发也对此方面提出了更高的要求।

সি,锰酸锂是则对于寿命更为看重,目前市面上也有不少锰酸锂系的快充电池

负极

锂离子电池充电的时候,锂向负极迁移।而快充大电流带来的过高电位会导致负极电位更负,此时负极迅速接纳锂的压力会变,生成锂枝晶的倾向会变大,因此快充时负极不仅要满足锂扩散的动力学要求,更要解决锂枝晶生成倾向加剧带来的安全性问题,所以快充电芯实际上主要的技术难点为锂离子在负极的嵌入

এ,目前市场上占有统治地位的负极材料仍然是石墨(占市场份额的90%左右),根本原因无他-便宜,以及石墨综合的加工性能,能量密度方面都比较优秀,缺点相对较少।石墨负极当然也有问题,其表面对于电解液较为敏感,锂的嵌入反应带有强的方向性,因此进行石墨表面处理,提高其结构稳定性,促进锂离子在基上的扩散是主要需要努力的方向।

বি,硬碳和软碳类材料近年来也有不少的发展:硬碳材料嵌锂电位高,材料中有微孔因此反应动力学性能良好;而软碳材料与电解液相容性, MCMB材料也很有代表性,只是硬软碳材料普遍效率偏低,成本较高(而且想像石墨一样便宜恐怕从工业角度上看希望不大),因此目前用量远不及石墨,更多用在一些特种电池上।

সি,钛酸锂如何简单说一下:।钛酸锂的优点是功率密度高,较安全,缺点也明显,能量密度很低,按Wh计算成本很高因此对于钛酸锂电池的观点是一种有用的在特定场合下有优势的技术,但是对于很多对成本,续航里程要求较高的场合并不太适用

ডি,硅负极材料是重要的发展方向,松下的新型18650电池已经开始了对此类材料的商用进程।但是如何在纳米化追求性能与电池工业对于材料的一般微米级的要求方面达到一个平衡,仍是比较有挑战性的工作।

隔膜

对于功率型电池,大电流工作对其安全,寿命上提供了更高的要求।隔膜涂层技术是绕不开的,陶瓷涂层隔膜因为其高安全,可以消耗电解液中杂质等特性正在迅速推开,尤其对于三元电池安全性的提升效果格外显著

陶瓷隔膜目前主要使用的体系是把氧化铝颗粒涂布在传统隔膜表面,比较新颖的做法是将固态电解质纤维涂在隔膜上,这样的隔膜的内阻更低,纤维对于隔膜的力学支撑效果更优,而且在服役过程中其堵塞隔膜孔的倾向更低

涂层以后的隔膜,稳定性好,即使温度比较高,也不容易收缩变形导致短路,清华大学材料学院南策文院士课题组技术支持的江苏清陶能源公司在此方面就有一些代表性的工作,隔膜如下图所示।

电解液

电解液对于快充锂离子电池的性能影响很大要保证电池在快充大电流下的稳定和安全性,此时电解液要满足以下几个特性। ক)不能分解, বি)导电率要高, সি)对正负极材料是惰性的,不能反应或溶解।

如果要达到这几个要求,关键要用到添加剂和功能电解质।比如三元快充电池的安全受其影响很大,必须向其中加入各种抗高温类,阻燃类,防过充电类的添加剂保护,才能一定程度上提高其安全性।而钛酸锂电池的老大难问题,高温胀气,也得靠高温功能型电解液改善।

电池结构设计

典型的一个优化策略就是叠层式বনাম卷绕式,叠层式电池的电极之间相当于是并联关系,卷绕式则相当于是串联,因此前者内阻要小的多,更适合用于功率型场合।

另外也可以在极耳数目上下功夫,解决内阻和散热问题।此外使用高电导的电极材料,使用更多的导电剂,涂布更薄的电极也都是可以考虑的策略

总之,影响电池内部电荷移动和嵌入电极孔穴速率的因素,都会影响锂电池快速充电能力।