Статистикаға сәйкес, литий-иондық аккумуляторларға деген жаһандық сұраныс 1,3 миллиардқа жетті және қолдану аясының үздіксіз кеңеюімен бұл көрсеткіш жыл сайын артып келеді.Осыған байланысты, әртүрлі салаларда литий-иондық аккумуляторларды пайдаланудың жылдам өсуімен аккумулятордың қауіпсіздік көрсеткіштері барған сайын көрнекті болып келеді, бұл литий-ионды аккумуляторлардың керемет зарядтау және разрядтау өнімділігін ғана емес, сонымен қатар жоғары деңгейді талап етеді. қауіпсіздік көрсеткіштері.Неліктен литий батареялары өрт және тіпті жарылыс болды, қандай шараларды болдырмауға және жоюға болады?
Ең алдымен, литий батареяларының материалдық құрамын түсінейік.Литий-иондық батареялардың өнімділігі негізінен пайдаланылатын батареялардың ішкі материалдарының құрылымы мен өнімділігіне байланысты.Бұл ішкі батарея материалдарына теріс электрод материалы, электролит, диафрагма және оң электрод материалы кіреді.Олардың ішінде оң және теріс материалдарды таңдау мен сапасы литий-ионды батареялардың өнімділігі мен бағасын тікелей анықтайды.Сондықтан арзан және жоғары өнімді позитивті және теріс электродтық материалдарды зерттеу литий-ионды аккумуляторлар өнеркәсібін дамытудың басты бағыты болды.
Теріс электрод материалы әдетте көміртекті материал ретінде таңдалады және қазіргі уақытта даму салыстырмалы түрде жетілген.Катодты материалдардың дамуы литий-ионды аккумуляторлардың өнімділігін одан әрі жақсартуды және бағаны төмендетуді шектейтін маңызды факторға айналды.Литий-иондық аккумуляторлардың қазіргі коммерциялық өндірісінде катодты материалдың құны аккумулятордың жалпы құнының шамамен 40% құрайды, ал катодты материалдың бағасының төмендеуі литий-иондық батареялардың бағасының төмендеуін тікелей анықтайды.Бұл әсіресе литий-иондық қуат батареяларына қатысты.Мысалы, ұялы телефонға арналған шағын литий-ионды аккумуляторға небәрі 5 грамм катодты материал қажет болса, автобусты басқаруға арналған литий-иондық қуат батареясына 500 кг-ға дейін катодты материал қажет болуы мүмкін.
Ли-ионды аккумуляторлардың оң электроды ретінде қолданылатын материалдардың теориялық тұрғыдан көптеген түрлері бар болса да, жалпы оң электрод материалының негізгі компоненті LiCoO2 болып табылады.Зарядтау кезінде аккумулятордың екі полюсіне қосылған электрлік потенциал оң электродтың қосылысын пластинкалы құрылымы бар теріс электродтың көміртегіне енгізілген литий иондарын босатуға мәжбүр етеді.Литий иондары разрядталған кезде көміртектің пластинкалық құрылымынан тұнбаға түседі және оң электродтағы қосылыспен қайта біріктіріледі.Литий иондарының қозғалысы электр тогын тудырады.Бұл литий батареяларының жұмыс принципі.
Принцип қарапайым болғанымен, нақты өнеркәсіптік өндірісте қарастырылатын практикалық мәселелер әлдеқайда көп: оң электродтың материалы бірнеше рет зарядтау және разрядтау белсенділігін сақтау үшін қоспаларды қажет етеді, ал теріс электродтың материалы келесі температурада жобалануы керек. көп литий иондарын орналастыру үшін молекулалық құрылым деңгейі;оң және теріс электродтардың арасына толтырылған электролит тұрақтылықты сақтаудан басқа, жақсы электр өткізгіштікке ие болуы және батареяның ішкі кедергісін азайтуы керек.
Литий-ионды аккумулятор жоғарыда аталған барлық артықшылықтарға ие болғанымен, оның қорғаныс тізбегіне қойылатын талаптары салыстырмалы түрде жоғары болса да, процесті пайдалану кезінде шамадан тыс зарядтау, шамадан тыс зарядсыздандыру құбылысын болдырмау үшін разряд тогы болмауы керек. тым үлкен болуы керек, жалпы разряд жылдамдығы 0,2 С-тан жоғары болмауы керек. Литий батареяларын зарядтау процесі суретте көрсетілген.Зарядтау циклінде литий-иондық аккумуляторлар зарядтауды бастамас бұрын оның зарядталу мүмкіндігін анықтау үшін оның кернеуі мен температурасын анықтауы керек.Батареяның кернеуі немесе температурасы өндіруші рұқсат еткен ауқымнан тыс болса, зарядтауға тыйым салынады.Рұқсат етілген зарядтау кернеуінің диапазоны: бір батарея үшін 2,5V~4,2V.
Батареяның заряды терең болған жағдайда, зарядтау құрылғысында батарея жылдам зарядтау шарттарына сай келетіндей алдын ала зарядтау процесі болуы талап етілуі керек;содан кейін батарея өндірушісі ұсынған жылдам зарядтау жылдамдығына сәйкес, әдетте 1С, зарядтағыш батареяны тұрақты токпен зарядтайды және батарея кернеуі баяу көтеріледі;батарея кернеуі белгіленген тоқтату кернеуіне (әдетте 4,1 В немесе 4,2 В) жеткенде, тұрақты ток зарядтау тоқтатылады және зарядтау тогы Аккумулятор кернеуі белгіленген тоқтату кернеуіне (әдетте 4,1 В немесе 4,2 В) жеткенде, тұрақты ток зарядталуы аяқталады, зарядтау тогы тез ыдырайды және зарядтау толық зарядтау процесіне енеді;толық зарядтау процесі кезінде зарядтау тогы зарядтау жылдамдығы С/10 төменге дейін төмендегенше немесе толық зарядтау уақыты асып кеткенше бірте-бірте ыдырайды, содан кейін ол жоғарғы үзіліс зарядына айналады;жоғарғы зарядтау кезінде зарядтау құрылғысы батареяны өте аз зарядтау токымен толтырады.Зарядтауды өшіру кезеңінен кейін зарядтау өшіріледі.
Жіберу уақыты: 15 қараша 2022 ж