Зашто литијум-јонске батерије заувек не заувек?

Основни принципи литијум-јонске батерије су следећи -

Када је батерија потпуно напуњена, негативна електрода је пуна литијумових јона.

Чим је прикључен на уређај, ови литијумови јони почињу да се крећу кроз електролит на позитивну електроду, а ова хемијска реакција ствара електрични набој на терминалима.

Када нема више литијумских јона на негативној плочи, батерија је равна и потребно је поновно пуњење како би се процес обрисао.

Како функционише литијум-јонска батерија

али у стварности процес није сасвим савршен. Од првог циклуса пражњења и допуњавања, капацитет акумулатора се деградира.

Постоје четири питања:

Солид Електролит Интерфејс се ствара на негативној електроди

Оксидација електролита на позитивној електроди

Литхиум платинг

Механичка деградација

Солидни електролитски интерфејс и оксидација електролита

Док литијум-јонска батерија напуни литијум-оксид и литијум-карбонатне атоме, формирају филм на негативној електроди познатој као Интерфаце Солид Солидите (СЕИ).

Сличан филм познат као електролитна оксидација се јавља на позитивној електроди ако батерија ради под пуном или близу пуњењем на температури од 104 ° Ф (40 ° Ц) или више. Оксидација електролита није ништа ново, процес се активно користи за третирање метала, тако да не рђују. Ово је врло популарно у индустрији јахти, али није добродошло у батерији.

Ова топлота може звучати ретко, али радне температуре унутар уређаја као што су лаптоп рачунари могу често ићи далеко изнад ове границе. Такође је уобичајена у неким деловима света, као што је Ниссан сазнао када су власници електричних возила који живе у врућим местима као што је Аризона тужио због лошег капацитета батерије након релативно мало циклуса пражњења и допуњавања.

Оксидација електролита такође повећава брзину самопражњења која може објаснити зашто неке батерије изгледа требају редовно пуњење чак и када се не користе.

Ови филмови су на почетку тако танки да већина литијумових јона може проћи, али након прогресивних циклуса пуњења и пражњења, они постепено губе. Сваки пут када се филм загуши, смањује се број литијумових јона који се могу кретати између плоча, што утиче на могућност пуњења батерије, као и на повећање времена потребно за пуњење.

Разни произвођачи су успели да смањују изградњу једног или једног филма уз додавање одређених хемикалија електролиту, али нико није успео да заустави процес у потпуности.

Када се литијум-јонске батерије брзо напуњују брзином којом јони напуштају позитивну електроду и крећу ка негативној електроди, превазилази брзину којом негативна електрода може апсорбовати јоне. У таквим случајевима иони постају метални нанос на електроди.

Позитивна електрода је нарочито лоша код апсорбовања јона на ниским температурама, па мешајте брзо пуњење и хладно окружење и добијате рецепт за брзу литијумску обраду.

Мање јона значи мање капацитета батерије. У екстремнијим околностима надоградња може довести до краће батерије и потпуне неуспјеха.

36В 12Ах Ли Ион батерија