Af hverju ekki litíum-rafhlöður síðasta eilífu?

Grundvallarreglur litíumjónar rafhlöðu eru sem hér segir -

Þegar rafhlaðan er fullhlaðin er neikvæð rafskautið fullt af litíumjónum.

Um leið og það er tengt við tæki byrja þessar litíumjónir að fara í gegnum raflausnina á jákvæða rafskautið og þessi efnahvörf skapar rafhleðslu við skautanna.

Þegar ekki eru fleiri litíumjónir eftir á neikvæðu plötunni er rafhlaðan flatur og þarf að endurhlaða til að snúa við ferlinu.

Hvernig litíumjónar rafhlöður virka

en í raun er ferlið ekki alveg fullkomið. Frá fyrstu losunar- og endurhlaða hringrásinni minnkar rafgeymir rafhlöðunnar.

Það eru fjögur atriði í leik:

Solid rafskaut tengi byggist upp á neikvæða rafskautinu

Rafgreining á jákvæðu rafskautinu

Litíumhúðun

Vélræn niðurbrot

The Solid Electrolyte Interface og raflausn oxun

Þó að litíumjónar rafhlaðan sé hleðst, hleypa litíumoxíð og litíumkarbónatatóm kvikmynd á neikvæða rafskautið sem er þekkt sem Solid Electrolyte Interface (SEI).

Svipuð kvikmynd þekktur sem raflausn oxun á sér stað á jákvæðu rafskautinu ef rafhlaðan er notuð í fullri eða nærri fullri hleðsluhitastigi við 40 ° C eða hærra hitastig. Raflausn oxun er ekkert nýtt, ferlið er virkan notað til að meðhöndla málma þannig að þau ryð ekki. Þetta er mjög vinsælt í snekkjuiðnaði, en ekki velkomið í rafhlöðu.

Þessi hiti kann að hljóma sjaldgæft, en notkun hitastigs inni í tækjum eins og fartölvum getur oft farið langt yfir þessum mörkum. Þetta er algengt í sumum heimshlutum eins og Nissan komst að því þegar rafmagnsleigueigendur þeirra, sem bjuggu á heitum svæðum eins og Arizona, lögsótt vegna lélegs rafhlöðugetu eftir tiltölulega fáanlega útskrift og endurhlaða.

Raflausn oxun eykur einnig sjálfsafhleðsluhlutfall sem getur útskýrt af hverju rafhlöður virðast þurfa venjulega hleðslu jafnvel þegar þau eru ekki í notkun.

Þessar kvikmyndir eru upphaflega svo þunnt að flest litíumjón geta farið í gegnum, en eftir smám saman hleðslu og losunarlotur þykkni þau smám saman. Í hvert skipti sem kvikmyndin þykknar dregur það úr fjölda litíumjóna sem geta flutt á milli plötanna og hefur áhrif á getu rafhlöðunnar til að fullu hlaða og auka þann tíma sem það tekur að endurhlaða.

Ýmsar framleiðendur hafa getað dregið úr uppbyggingu einum eða annaðhvort kvikmynda með því að bæta tilteknum efnum við raflausnina, en enginn hefur tekist að stöðva ferlið alveg.

Þegar litíum-rafhlöður eru hlaðnar hratt fer hraða þar sem jónir fara frá jákvæðu rafskautinu og fara í átt að neikvæða rafskautinu yfir því hraða sem neikvæða rafskautið getur tekið á jónirnar. Í slíkum tilfellum verða jónin þá málmþynning á rafskautinu.

Jákvæð rafskautið er sérstaklega lélegt við að gleypa jónir við lágt hitastig, svo blandaðu hraðri hleðslu og köldu umhverfi og þú færð uppskrift að fljótandi litíumhúðun.

Minni jónir umhverfis þýðir minni rafhlaða getu. Í meiri erfiðleikum getur uppbyggingin valdið því að rafhlaðan sé stutt og mistekst alveg.

36V 12Ah Li Ion Rafhlaða