Sipas statistikave, kërkesa globale për bateri litium-jon ka arritur në 1.3 miliardë, dhe me zgjerimin e vazhdueshëm të fushave të aplikimit, kjo shifër po rritet nga viti në vit.Për shkak të kësaj, me rritjen e shpejtë të përdorimit të baterive litium-jon në industri të ndryshme, performanca e sigurisë së baterisë është gjithnjë e më e spikatur, duke kërkuar jo vetëm performancë të shkëlqyer karikimi dhe shkarkimi të baterive litium-jon, por gjithashtu kërkon një nivel më të lartë të performancës së sigurisë.Se bateritë e litiumit në fund pse zjarri dhe madje edhe shpërthimi, cilat masa mund të shmangen dhe eliminohen?
Para së gjithash, le të kuptojmë përbërjen materiale të baterive të litiumit.Performanca e baterive litium-jon varet kryesisht nga struktura dhe performanca e materialeve të brendshme të baterive të përdorura.Këto materiale të baterive të brendshme përfshijnë material elektrodë negative, elektrolit, diafragmë dhe material elektrodë pozitive.Midis tyre, zgjedhja dhe cilësia e materialeve pozitive dhe negative përcaktojnë drejtpërdrejt performancën dhe çmimin e baterive litium-jon.Prandaj, kërkimi i materialeve të elektrodave pozitive dhe negative të lira dhe me performancë të lartë ka qenë fokusi i zhvillimit të industrisë së baterive litium-jon.
Materiali i elektrodës negative në përgjithësi zgjidhet si material karboni dhe zhvillimi është relativisht i pjekur aktualisht.Zhvillimi i materialeve katodë është bërë një faktor i rëndësishëm që kufizon përmirësimin e mëtejshëm të performancës së baterisë litium-jon dhe uljen e çmimit.Në prodhimin aktual tregtar të baterive litium-jon, kostoja e materialit katodë përbën rreth 40% të kostos së përgjithshme të baterisë, dhe ulja e çmimit të materialit katodë përcakton drejtpërdrejt uljen e çmimit të baterive litium-jon.Kjo është veçanërisht e vërtetë për bateritë e energjisë litium-jon.Për shembull, një bateri e vogël litium-jon për një telefon celular kërkon vetëm rreth 5 gram material katodë, ndërsa një bateri e energjisë litium-jon për drejtimin e një autobusi mund të kërkojë deri në 500 kg material katodë.
Edhe pse teorikisht ka shumë lloje materialesh që mund të përdoren si elektrodë pozitive të baterive Li-jon, përbërësi kryesor i materialit të zakonshëm të elektrodës pozitive është LiCoO2.Gjatë karikimit, potenciali elektrik i shtuar në dy polet e baterisë e detyron përbërjen e elektrodës pozitive të lëshojë jonet e litiumit, të cilët janë të ngulitur në karbonin e elektrodës negative me një strukturë lamelare.Kur shkarkohen, jonet e litiumit precipitojnë jashtë strukturës lamelare të karbonit dhe rikombinohen me përbërjen në elektrodën pozitive.Lëvizja e joneve të litiumit gjeneron një rrymë elektrike.Ky është parimi se si funksionojnë bateritë e litiumit.
Megjithëse parimi është i thjeshtë, në prodhimin industrial aktual, ka çështje shumë më praktike për t'u marrë parasysh: materiali i elektrodës pozitive ka nevojë për aditivë për të ruajtur aktivitetin e ngarkimit dhe shkarkimit të shumëfishtë, dhe materiali i elektrodës negative duhet të projektohet në niveli i strukturës molekulare për të akomoduar më shumë jone litium;elektroliti i mbushur ndërmjet elektrodave pozitive dhe negative, përveç që të ruajë stabilitetin, duhet të ketë edhe përçueshmëri të mirë elektrike dhe të zvogëlojë rezistencën e brendshme të baterisë.
Edhe pse bateria litium-jon ka të gjitha avantazhet e lartpërmendura, por kërkesat e saj për qarkun e mbrojtjes janë relativisht të larta, në përdorimin e procesit duhet të jetë rreptësisht për të shmangur mbingarkimin, fenomenin e mbi-shkarkimit, rryma e shkarkimit nuk duhet të jetë shumë i madh, në përgjithësi, shkalla e shkarkimit nuk duhet të jetë më e madhe se 0,2 C. Procesi i karikimit të baterive të litiumit është paraqitur në figurë.Në një cikël karikimi, bateritë litium-jon duhet të zbulojnë tensionin dhe temperaturën e baterisë përpara se të fillojë karikimi për të përcaktuar nëse mund të ngarkohet.Nëse voltazhi ose temperatura e baterisë është jashtë kufijve të lejuar nga prodhuesi, karikimi është i ndaluar.Gama e lejuar e tensionit të karikimit është: 2.5V~4.2V për bateri.
Në rast se bateria është në shkarkim të thellë, karikuesi duhet të ketë një proces para-karikimi në mënyrë që bateria të plotësojë kushtet për karikim të shpejtë;më pas, sipas shkallës së karikimit të shpejtë të rekomanduar nga prodhuesi i baterisë, në përgjithësi 1C, karikuesi e ngarkon baterinë me rrymë konstante dhe tensioni i baterisë rritet ngadalë;sapo voltazhi i baterisë të arrijë tensionin e caktuar të përfundimit (përgjithësisht 4.1 V ose 4.2 V), ngarkimi i rrymës konstante ndërpritet dhe rryma e karikimit Pasi tensioni i baterisë të arrijë tensionin e caktuar të përfundimit (përgjithësisht 4.1 V ose 4.2 V), ngarkimi i rrymës konstante përfundon, rryma e karikimit prishet me shpejtësi dhe karikimi hyn në procesin e plotë të karikimit;gjatë procesit të karikimit të plotë, rryma e karikimit zvogëlohet gradualisht derisa shkalla e karikimit të ulet nën C/10 ose koha e plotë e karikimit kapërcehet, më pas ajo kthehet në karikim të ndërprerjes së sipërme;gjatë karikimit të ndërprerjes së sipërme, karikuesi e rimbush baterinë me një rrymë shumë të vogël karikimi.Pas një periudhe karikimi të ndërprerjes së sipërme, karikimi fiket.
Koha e postimit: Nëntor-15-2022