लिथियम बैटरी फास्ट चार्ज

बैटरी चार्ज करने की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए यह आंकड़ा उधार लें, एब्सिस्सा समय है और ऑर्डिनेट वोल्टेज है। लिथियम बैटरी चार्जिंग की शुरुआत में एक छोटी वर्तमान प्री-चार्ज प्रक्रिया होगी, अर्थात्, सीसी प्री-चार्ज, उद्देश्य सकारात्मक और नकारात्मक सामग्री को स्थिर करना है। उसके बाद, बैटरी की स्थिति स्थिर होने के बाद, इसे उच्च वर्तमान चार्जिंग, यानी सीसी फास्ट चार्ज में समायोजित किया जा सकता है। अंत में, निरंतर वोल्टेज चार्जिंग मोड (सीवी) दर्ज करें। लिथियम बैटरी के लिए, सिस्टम यह पता लगाने के बाद निरंतर वोल्टेज चार्जिंग मोड शुरू करता है कि वोल्टेज 4.2V तक पहुंचता है, चार्जिंग चालू धीरे-धीरे कम हो जाता है, और चार्जिंग तब समाप्त होती है जब यह एक निश्चित मूल्य से कम होता है।

पूरी प्रक्रिया में, विभिन्न बैटरियों में अलग-अलग मानक चार्जिंग धाराएं होती हैं। उदाहरण के लिए, 3C उत्पादों के लिए बैटरी मानक आमतौर पर 0.1C-0.5C है, और उच्च शक्ति वाले पावर बैटरियों के लिए, मानक चार्ज आमतौर पर CC है। कम चार्जिंग करंट चुनने पर बैटरी की सुरक्षा पर भी विचार किया जाता है। इसलिए, सामान्य फास्ट चार्जिंग चार्जिंग करंट को संदर्भित करता है जो कि मानक चार्जिंग करंट की तुलना में कई गुना अधिक होता है।

कुछ लोगों का कहना है कि लिथियम बैटरी चार्ज करना बीयर डालने जैसा है। यह जीजी का तेज है और बीयर से भरता है, लेकिन इसमें बहुत अधिक फोम है। डालना धीमा और धीमा है, लेकिन बहुत अधिक बीयर है, जो बहुत वास्तविक है। जबकि फास्ट चार्जिंग से चार्जिंग टाइम की बचत होती है, इससे बैटरी को भी अधिक नुकसान होगा। बैटरी में ध्रुवीकरण घटना के कारण, अधिकतम चार्ज वर्तमान जिसे वह स्वीकार कर सकता है चार्ज और डिस्चार्ज चक्र की वृद्धि के साथ घट जाएगा। जब चार्ज जारी रखा जाता है और चार्ज करंट बड़ा होता है, तो इलेक्ट्रोड में आयन सांद्रता बढ़ेगी, और ध्रुवीकरण बढ़ेगा। टर्मिनल वोल्टेज सीधे चार्ज बिजली / ऊर्जा के लिए आनुपातिक नहीं हो सकता है। उसी समय, जब उच्च धारा के साथ चार्ज होता है, तो आंतरिक प्रतिरोध की वृद्धि जूल हीटिंग प्रभाव (Q=I2Rt) को बढ़ाएगी, और पक्ष प्रतिक्रियाओं का कारण बन सकती है, जैसे इलेक्ट्रोलाइट की प्रतिक्रिया अपघटन, गैस उत्पादन और समस्याओं की एक श्रृंखला। जोखिम कारक अचानक बढ़ जाता है, जो बैटरी की सुरक्षा को प्रभावित करेगा। प्रभाव में, गैर-शक्ति बैटरी का जीवन अनिवार्य रूप से बहुत छोटा हो जाएगा।

01 कैथोड सामग्री

लिथियम बैटरी के तेजी से चार्ज करने की प्रक्रिया नकारात्मक इलेक्ट्रोड में सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में ली + के तेजी से प्रवासन की प्रक्रिया है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का कण आकार बैटरी इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया, आयनों के प्रसार पथ आदि की प्रतिक्रिया समय को प्रभावित कर सकता है। शोध के अनुसार, जैसे-जैसे सामग्री का अनाज आकार घटता है, लिथियम आयनों का प्रसार गुणांक बढ़ता है। हालांकि, जैसा कि सामग्री का कण आकार घटता है, लुगदी के उत्पादन में गंभीर कण एकत्रीकरण होगा, जिसके परिणामस्वरूप असमान फैलाव होगा। इसी समय, नैनोपार्टिकल्स ध्रुव के टुकड़ों के संघनन घनत्व को कम कर देंगे और चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोलाइट से संपर्क करेंगे। क्षेत्र बढ़ता है और पक्ष प्रतिक्रियाएं बैटरी के प्रदर्शन को प्रभावित करती हैं।

एक और अधिक विश्वसनीय विधि सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री को कोट और संशोधित करना है। उदाहरण के लिए, LFP की चालकता स्वयं बहुत अच्छी नहीं है। सतह को कार्बन सामग्री या अन्य सामग्रियों के साथ लेपित होने के बाद, इसकी चालकता में सुधार किया जा सकता है, जो बैटरी की तेजी से चार्ज करने में सुधार करने के लिए फायदेमंद है। प्रदर्शन।

02 एनोड सामग्री

लिथियम बैटरी के फास्ट चार्जिंग का मतलब है कि लिथियम आयन जल्दी से निकाले जाते हैं और जीजी quot; तैराकी जीजी उद्धरण; नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए। इस समय, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री को जल्दी से लिथियम डालने की क्षमता होनी चाहिए। लिथियम बैटरी के तेजी से चार्ज करने के लिए उपयोग की जाने वाली एनोड सामग्री में कार्बन सामग्री, लिथियम टाइटनेट और अन्य नई सामग्री शामिल हैं।

कार्बन सामग्री के लिए, क्योंकि लिथियम सम्मिलन की क्षमता लिथियम वर्षा की क्षमता के समान है, पारंपरिक चार्जिंग के मामले में, लिथियम आयनों को आमतौर पर अधिमानतः ग्रेफाइट में डाला जाता है, लेकिन फास्ट चार्जिंग या कम तापमान की स्थिति के तहत, लिथियम आयनों पर वेग हो सकता है डेन्ड्रिटिक लिथियम बनाने के लिए सतह। डेंड्राइट लिथियम एसईआई को छेदता है, जिससे ली + का द्वितीयक नुकसान होता है और बैटरी की क्षमता कम हो जाती है। जब लिथियम धातु एक निश्चित मात्रा में पहुंचती है, तो यह नकारात्मक इलेक्ट्रोड से विभाजक तक बढ़ जाएगी, जिससे बैटरी के शॉर्ट-सर्कुलेटिंग का खतरा होगा।

LTO के लिए, यह एक&उद्धरण है; शून्य तनाव" ऑक्सीजन युक्त नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, जो बैटरी के काम करने पर एसईआई का उत्पादन नहीं करती है, और लिथियम आयनों के साथ एक मजबूत बाध्यकारी क्षमता है, जो फास्ट चार्ज और फास्ट डिस्चार्ज की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। उसी समय, यह ठीक है क्योंकि एसईआई का गठन नहीं किया जा सकता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री सीधे इलेक्ट्रोलाइट से संपर्क करेगी, जो पक्ष प्रतिक्रियाओं की घटना को बढ़ावा देती है। एलटीओ बैटरी की गैस उत्पादन समस्या को लंबे समय तक हल नहीं किया जा सकता है और केवल सतह संशोधन द्वारा इसे कम किया जा सकता है।

03 इलेक्ट्रोड समाधान

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, तेजी से चार्जिंग के दौरान लिथियम आयन माइग्रेशन गति और इलेक्ट्रॉन संचरण दर की असंगति के कारण, बैटरी का अधिक ध्रुवीकरण होगा। तो बैटरी ध्रुवीकरण के कारण होने वाली नकारात्मक प्रतिक्रिया को कम करने के लिए, निम्नलिखित तीन बिंदु इलेक्ट्रोलाइट अनुसंधान और विकास की दिशा होंगे: 1. उच्च पृथक्करण डिग्री इलेक्ट्रोलाइट नमक; 2. विलायक पुनर्संयोजन-कम चिपचिपापन; 3. इंटरफ़ेस नियंत्रण-झिल्ली प्रतिबाधा लोअर।

04 उत्पादन तकनीक और फास्ट चार्जिंग के बीच संबंध

पहले, फास्ट चार्जिंग की आवश्यकताओं और प्रभावों का विश्लेषण तीन प्रमुख सामग्रियों, जैसे कि सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोड तरल से किया गया था। निम्नलिखित एक प्रक्रिया डिजाइन है जिसका अपेक्षाकृत बड़ा प्रभाव है। बैटरी निर्माण प्रक्रिया पैरामीटर बैटरी के सक्रिय होने से पहले और बाद में बैटरी के विभिन्न हिस्सों में लिथियम आयनों के प्रवासन प्रतिरोध को सीधे प्रभावित करते हैं, इसलिए बैटरी निर्माण प्रक्रिया मापदंडों का लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

(१) घोल

घोल के गुणों के संबंध में, एक पहलू प्रवाहकीय एजेंट का एक समान फैलाव बनाए रखना है। क्योंकि प्रवाहकीय एजेंट समान रूप से सक्रिय सामग्री कणों के बीच वितरित किया जाता है, सक्रिय सामग्रियों के बीच और सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर के बीच एक अपेक्षाकृत समान प्रवाहकीय नेटवर्क का गठन किया जा सकता है, जिसमें सूक्ष्म धाराओं को इकट्ठा करने, संपर्क प्रतिरोध को कम करने, और बढ़ने का कार्य होता है इलेक्ट्रॉनों की गति। । दूसरा पहलू प्रवाहकीय एजेंट के अति-फैलाव को रोकना है। चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, सकारात्मक और नकारात्मक सामग्रियों की क्रिस्टल संरचना बदल जाएगी, जो प्रवाहकीय एजेंट को छीलने, बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाने और प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती है।

(2) ध्रुव टुकड़ा क्षेत्र घनत्व

सिद्धांत रूप में, दर-प्रकार की बैटरी और उच्च क्षमता वाली बैटरी दोनों नहीं हो सकती हैं। जब धनात्मक और ऋणात्मक ध्रुव के टुकड़ों की सतह का घनत्व कम होता है, तो लिथियम आयनों की प्रसार दर को बढ़ाया जा सकता है, और आयन और इलेक्ट्रॉन प्रवास के प्रतिरोध को कम किया जा सकता है। निचले क्षेत्र का घनत्व, ध्रुव के टुकड़े को पतला, और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान लिथियम आयनों के निरंतर सम्मिलन और निष्कर्षण के कारण ध्रुव के टुकड़े की संरचना में छोटा परिवर्तन। हालांकि, यदि क्षेत्र घनत्व बहुत कम है, तो बैटरी की ऊर्जा घनत्व कम हो जाएगी और लागत बढ़ जाएगी, इसलिए क्षेत्र घनत्व का व्यापक विचार आवश्यक है। निम्नलिखित आंकड़ा 6C चार्जिंग और लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी के 1C डिस्चार्जिंग का एक उदाहरण है, आप देख सकते हैं:

(३) पोल पीस कोटिंग की संगति

पहले एक मित्र ने पूछा, क्या ध्रुवों की असंगत सतह का घनत्व बैटरी को प्रभावित करेगा? वैसे, फास्ट चार्जिंग प्रदर्शन के लिए, यह मुख्य रूप से नकारात्मक ध्रुव टुकड़े की स्थिरता है। यदि नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह का घनत्व असंगत है, तो रोलिंग के बाद, सक्रिय सामग्री का आंतरिक छिद्र बहुत अलग होगा। छिद्र में अंतर आंतरिक वर्तमान वितरण में अंतर का कारण होगा, बैटरी गठन चरण में एसईआई के गठन और प्रदर्शन को प्रभावित करता है, और अंततः बैटरी के तेजी से चार्ज प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

(४) पोल के टुकड़े का संघनन घनत्व

ध्रुव का टुकड़ा क्यों संकुचित होना चाहिए? एक बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा को बढ़ाना है, और दूसरा बैटरी के प्रदर्शन में सुधार करना है। विभिन्न इलेक्ट्रोड सामग्रियों में अलग-अलग इष्टतम संघनन घनत्व होता है। संघनन घनत्व में वृद्धि, इलेक्ट्रोड पोल टुकड़े की छोटी छिद्रता, कणों के बीच संबंध को तंग करता है, और एक ही क्षेत्र घनत्व के तहत पोल टुकड़े की मोटाई कम होती है, इस प्रकार लिथियम आयनों के प्रवास पथ को कम करता है। जब संघनन घनत्व बहुत अधिक होता है, तो इलेक्ट्रोलाइट घुसपैठ प्रभाव अच्छा नहीं होता है, जो सामग्री संरचना और प्रवाहकीय एजेंट वितरण को नुकसान पहुंचा सकता है, और बाद में घुमावदार समस्याएं हो सकती हैं। लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी 1C डिस्चार्ज का 6C चार्ज समान है, डिस्चार्ज की क्षमता पर डिस्चार्ज की क्षमता का प्रभाव इस प्रकार है:

05 रासायनिक उम्र बढ़ने और अन्य

कार्बन एनोड बैटरी के लिए, गठन-उम्र बढ़ने लिथियम बैटरी के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, और यह प्रक्रिया एसईआई की गुणवत्ता को प्रभावित करेगी। एसईआई की असमान मोटाई या अस्थिर संरचना बैटरी की तेज चार्जिंग क्षमता और चक्र जीवन को प्रभावित करेगी।

उपरोक्त कई महत्वपूर्ण कारकों के अलावा, सेल उत्पादन और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग सिस्टम लिथियम बैटरी के प्रदर्शन पर अधिक प्रभाव डालेंगे। जैसे-जैसे उपयोग का समय लम्बा होता है, बैटरी चार्जिंग दर को कम किया जाना चाहिए, अन्यथा यह ध्रुवीकरण में वृद्धि करेगा।

निष्कर्ष

लिथियम बैटरी के तेजी से चार्ज और डिस्चार्जिंग का सार यह है कि सकारात्मक और नकारात्मक सामग्री के बीच लिथियम आयन जल्दी से निकाले जा सकते हैं। बैटरी सामग्री गुण, प्रक्रिया डिज़ाइन और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग सिस्टम सभी पर उच्च वर्तमान चार्जिंग प्रदर्शन का प्रभाव पड़ेगा। सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की संरचनात्मक स्थिरता तेजी से लिथियम हटाने की प्रक्रिया के दौरान संरचनात्मक पतन का कारण नहीं बनेगी, और लिथियम आयन उच्च वर्तमान चार्ज का सामना करने के लिए सामग्री में तेजी से फैलते हैं। आयन प्रवासन गति और इलेक्ट्रॉन संचरण दर के बीच बेमेल होने के कारण, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान ध्रुवीकरण होगा। लिथियम धातु की वर्षा को रोकने और जीवन को प्रभावित करने की क्षमता को कम करने के लिए यथासंभव ध्रुवीकरण को कम करना आवश्यक है।