Passziválás lítium akkumulátorokban
Passziválás lítium akkumulátorokban, különösen azoknál, akik lítium -tionil -kloridot használnak (Lisocl2) A kémia egy olyan általános jelenségre utal, ahol egy vékony film alakul ki a lítium -anód felett. Ez a film elsősorban lítium -kloridból (LICL) áll, amely a sejten belüli primer kémiai reakció mellékterméke. Noha ez a passzivációs réteg befolyásolhatja az akkumulátor teljesítményét, különösen az inaktivitás hosszú időszakai után, ez döntő szerepet játszik az akkumulátor eltarthatóságának és biztonságának javításában is.
A passzivációs réteg kialakulása
A lítium -tionil -klorid akkumulátorokban a passziváció természetesen a lítium -anód és a tionil -klorid (SOCL2) elektrolit közötti reakció miatt következik be. Ez a reakció lítium -kloridot (LICL) és kén -dioxidot (SO2) hoz létre melléktermékként. A lítium -klorid fokozatosan vékony, szilárd réteget képez a lítium -anód felületén. Ez a réteg elektromos szigetelőként működik, akadályozva az ionok áramlását az anód és a katód között.
A passziváció előnyei
A passzivációs réteg nem teljesen káros. Elsődleges előnye az akkumulátor eltarthatóságának javítása. Az akkumulátor önmagasztási sebességének korlátozásával a passzivációs réteg biztosítja, hogy az akkumulátor hosszabb ideig tartja a töltését, és így a Lisocl2 akkumulátorok ideálisak azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol a hosszú távú megbízhatóság karbantartás nélkül döntő jelentőségű, például vészhelyzeti és tartalék tápegységekben, katonai és orvostechnikai eszközökben.
Ezenkívül a passzivációs réteg hozzájárul az akkumulátor általános biztonságához. Megakadályozza az anód és az elektrolit közötti túlzott reakciókat, amelyek szélsőséges esetekben túlmelegedést, repedést vagy akár robbanást okozhatnak.
A passziváció kihívásai
Előnyei ellenére a passziváció jelentős kihívásokat jelent, különösen akkor, ha az akkumulátort hosszú inaktivitás után visszatérnek. A passzivációs réteg szigetelő tulajdonságai megnövekedett belső ellenálláshoz vezethetnek, ami a következőket eredményezheti:
● Csökkent kezdeti feszültség (feszültség késleltetés)
● Csökkent az általános kapacitás
● Lassabb válaszidő
Ezek a hatások problémás lehetnek azokban az eszközökben, amelyekben az aktiválás után azonnal nagy teljesítmény szükséges, például GPS -nyomkövetők, vészhelyzet -adók és néhány orvostechnikai eszköz.
A passziváció hatásainak eltávolítása vagy csökkentése
1. Terhelés alkalmazása: A passziváció hatásainak enyhítésére egy általános módszer egy mérsékelt elektromos terhelés alkalmazása az akkumulátorra. Ez a terhelés elősegíti a passzivációs réteg „megszakítását”, lényegében lehetővé téve az ionok számára, hogy az elektródák között szabadabban folytassanak. Ezt a módszert gyakran használják, amikor az eszközöket kiszedik a tárolásból, és azonnal elvégzik.
2. impulzus töltés: Súlyosabb eseteknél az impulzus töltésnek nevezett technika alkalmazható. Ez magában foglalja a rövid, nagy áramú impulzusok sorozatának alkalmazását az akkumulátorra, hogy a passzivációs réteget agresszívebben megzavarja. Ez a módszer hatékony lehet, de gondosan kell kezelni az akkumulátor károsodásának elkerülése érdekében.
3. akkumulátor -kondicionálás: Egyes eszközök olyan kondicionálási folyamatot tartalmaznak, amely a tárolás során rendszeresen terhelést alkalmaz az akkumulátorra. Ez a megelőző intézkedés elősegíti a kialakuló passzivációs réteg vastagságának minimalizálását, biztosítva, hogy az akkumulátor továbbra is készen álljon a használatra, anélkül, hogy jelentős teljesítmény lebomlik.
4. ellenőrzött tárolási feltételek: Az akkumulátorok ellenőrzött környezeti körülmények között (optimális hőmérséklet és páratartalom) tárolása szintén csökkentheti a passzivációs réteg kialakulásának sebességét. A hűvösebb hőmérsékletek lelassíthatják a passzivációban részt vevő kémiai reakciókat.
5. Kémiai adalékanyagok: Egyes akkumulátorgyártók kémiai vegyületeket adnak az elektrolithoz, amelyek korlátozhatják a passzivációs réteg növekedését vagy stabilitását. Ezeket az adalékanyagokat úgy tervezték, hogy a belső ellenállást kezelhető szinten tartsák, anélkül, hogy veszélyeztetnék az akkumulátor biztonságát vagy eltarthatóságát.
Összegezve, bár a passziváció kezdetben hátránynak tűnhet a lítium-tionil-klorid akkumulátorokban, ez egy kétélű kard, amely szintén jelentős előnyöket kínál. A passziváció természetének, annak hatásainak és módszereinek megértése ezeknek a hatásoknak a enyhítésére elengedhetetlen ezen akkumulátorok teljesítményének maximalizálása érdekében. Az olyan technikák, mint például a terhelés, az impulzus töltés és az akkumulátor kondicionálása, kritikus fontosságúak a passziváció kezelésében, különösen a kritikus és nagy megbízhatósági alkalmazásokban. A technológia fejlődésével az akkumulátor-kémia és a menedzsment rendszerek további fejlesztései várhatóan javítják a passziváció kezelését, ezáltal kibővítve a lítium-alapú akkumulátorok alkalmazhatóságát és hatékonyságát.
A postai idő: május-11-2024
