Пасівацыя ў літыевых батарэях
Пасівацыя ў літыевых батарэях, асабліва ў тых, якія выкарыстоўваюць тыёнілхларыд літыя (LiSOCl2) хімія, адносіцца да звычайнай з'явы, калі на літыевым анодзе ўтвараецца тонкая плёнка. Гэтая плёнка складаецца ў асноўным з хларыду літыя (LiCl), пабочнага прадукту першаснай хімічнай рэакцыі ў клетцы. Хоць гэты пасіўны пласт можа паўплываць на прадукцыйнасць акумулятара, асабліва пасля працяглых перыядаў бяздзейнасці, ён таксама гуляе важную ролю ў падаўжэнні тэрміну прыдатнасці і бяспекі акумулятара.
Фарміраванне пласта пасівацыі
У літый-тыёнілхларыдных батарэях пасівацыя адбываецца натуральным шляхам з-за рэакцыі паміж літыевым анодам і электралітам тыёнілхларыду (SOCl2). У выніку гэтай рэакцыі ў якасці пабочных прадуктаў утвараюцца хларыд літыя (LiCl) і дыяксід серы (SO2). Хларыд літыя паступова ўтварае тонкі цвёрды пласт на паверхні літыевага анода. Гэты пласт дзейнічае як электрычны ізалятар, перашкаджаючы патоку іёнаў паміж анодам і катодам.
Перавагі пасівацыі
Пасіўны пласт не зусім шкодны. Яго галоўная перавага - павелічэнне тэрміну службы батарэі. Абмяжоўваючы хуткасць самаразраду акумулятара, пасіўны пласт забяспечвае захаванне зарада акумулятара на працягу працяглых перыядаў захоўвання, што робіць акумулятары LiSOCl2 ідэальнымі для прымянення, дзе доўгатэрміновая надзейнасць без абслугоўвання мае вырашальнае значэнне, напрыклад, пры аварыйным і рэзервовым сілкаванні. матэрыялы, ваенныя і медыцынскія прыборы.
Больш за тое, пасіўны пласт спрыяе агульнай бяспекі батарэі. Гэта прадухіляе празмерныя рэакцыі паміж анодам і электралітам, якія могуць прывесці да перагрэву, разрыву або нават выбуху ў крайніх выпадках.
Праблемы пасівацыі
Нягледзячы на свае перавагі, пасівацыя стварае значныя праблемы, асабліва калі акумулятар вяртаецца ў эксплуатацыю пасля доўгага перыяду бяздзейнасці. Ізаляцыйныя ўласцівасці пасіўнага пласта могуць прывесці да павышэння ўнутранага супраціву, што можа прывесці да:
●Паменшанае пачатковае напружанне (затрымка напружання)
●Зніжэнне агульнай ёмістасці
● Больш павольны час водгуку
Гэтыя эфекты могуць быць праблематычнымі ў прыладах, якія патрабуюць высокай магутнасці адразу пасля актывацыі, такіх як GPS-трэкеры, перадатчыкі экстранага месцазнаходжання і некаторыя медыцынскія прылады.
Выдаленне або памяншэнне наступстваў пасівацыі
1. Прыкладанне нагрузкі: адзін з распаўсюджаных метадаў змякчэння наступстваў пасівацыі ўключае ў сябе прымяненне ўмеранай электрычнай нагрузкі да батарэі. Гэтая нагрузка дапамагае «зламаць» пасівацыйны пласт, па сутнасці, дазваляючы іёнам пачаць цячы больш свабодна паміж электродамі. Гэты метад часта выкарыстоўваецца, калі прылады вымаюцца са сховішча і патрабуюць неадкладнага запуску.
2. Імпульсная зарадка: у больш цяжкіх выпадках можна выкарыстоўваць так званую імпульсную зарадку. Гэта прадугледжвае прымяненне серыі кароткіх імпульсаў моцнага току да батарэі, каб больш агрэсіўна парушыць пасівацыйны пласт. Гэты метад можа быць эфектыўным, але з ім трэба звяртацца асцярожна, каб не пашкодзіць батарэю.
3. Кандыцыянаванне батарэі: некаторыя прылады ўключаюць працэс кандыцыянавання, які перыядычна нагружае батарэю падчас захоўвання. Гэтая прафілактычная мера дапамагае мінімізаваць таўшчыню пасіўнага пласта, які ўтвараецца, гарантуючы, што акумулятар застаецца гатовым да выкарыстання без значнага пагаршэння прадукцыйнасці.
4. Кантраляваныя ўмовы захоўвання: Захоўванне батарэй у кантраляваных умовах навакольнага асяроддзя (аптымальная тэмпература і вільготнасць) таксама можа знізіць хуткасць фарміравання пасіўнага пласта. Больш нізкія тэмпературы могуць запаволіць хімічныя рэакцыі, якія ўдзельнічаюць у пасівацыі.
5. Хімічныя дабаўкі: некаторыя вытворцы акумулятараў дадаюць у электраліт хімічныя злучэнні, якія могуць абмежаваць рост або стабільнасць пласта пасівацыі. Гэтыя дадаткі прызначаны для падтрымання ўнутранага супраціву на кіраваным узроўні без шкоды для бяспекі або тэрміну прыдатнасці батарэі.
У заключэнне, хоць пасівацыя першапачаткова можа здацца недахопам літый-тыёнілхларыдных батарэй, гэта палка з двума канцамі, якая таксама дае значныя перавагі. Разуменне прыроды пасівацыі, яе эфектаў і метадаў змякчэння гэтых эфектаў мае вырашальнае значэнне для максімізацыі прадукцыйнасці гэтых батарэй у практычных прымяненнях. Такія метады, як прымяненне нагрузкі, імпульсная зарадка і кандыцыянаванне акумулятара, маюць вырашальнае значэнне для кіравання пасівацыяй, асабліва ў важных і высоканадзейных праграмах. Чакаецца, што па меры развіцця тэхналогій далейшыя ўдасканаленні хімічнага складу акумулятараў і сістэм кіравання палепшаць апрацоўку пасівацыі, тым самым пашыраючы прымянімасць і эфектыўнасць літыевых акумулятараў.
Час публікацыі: 11 мая 2024 г
