Литий батареяларындағы пассивация
Литий батареяларында, әсіресе литий тионилхлоридті пайдаланатын батареяларда пассивация (LiSOCl2) химия, литий анодының үстінде жұқа қабық пайда болатын жалпы құбылысты білдіреді. Бұл пленка негізінен жасуша ішіндегі бастапқы химиялық реакцияның жанама өнімі литий хлоридінен (LiCl) тұрады. Бұл пассивация қабаты батареяның өнімділігіне, әсіресе ұзақ уақыт әрекетсіздіктен кейін әсер етуі мүмкін болса да, ол батареяның жарамдылық мерзімі мен қауіпсіздігін арттыруда маңызды рөл атқарады.
Пассивациялық қабаттың қалыптасуы
Литий тионилхлоридті аккумуляторларда пассивация литий аноды мен тионилхлорид (SOCl2) электролиті арасындағы реакцияға байланысты табиғи түрде жүреді. Бұл реакция жанама өнім ретінде литий хлориді (LiCl) және күкірт диоксиді (SO2) түзеді. Литий хлориді литий анодының бетінде бірте-бірте жұқа, қатты қабат түзеді. Бұл қабат анод пен катод арасындағы иондардың ағынына кедергі келтіретін электрлік оқшаулағыш рөлін атқарады.
Пассивацияның артықшылықтары
Пассивация қабаты толығымен зиянды емес. Оның басты артықшылығы – батареяның жарамдылық мерзімін ұзарту. Батареяның өздігінен зарядсыздану жылдамдығын шектей отырып, пассивация қабаты батареяның зарядын ұзақ сақтау уақытында сақтауын қамтамасыз етеді, бұл LiSOCl2 батареяларын техникалық қызмет көрсетусіз ұзақ мерзімді сенімділік маңызды болып табылатын қолданбалар үшін өте қолайлы етеді, мысалы, апаттық және резервтік қуат. керек-жарақтар, әскери және медициналық құрылғылар.
Сонымен қатар, пассивация қабаты батареяның жалпы қауіпсіздігіне ықпал етеді. Ол анод пен электролит арасындағы шамадан тыс реакциялардың алдын алады, бұл төтенше жағдайларда қызып кетуге, жарылуға немесе тіпті жарылысқа әкелуі мүмкін.
Пассивацияның қиындықтары
Артықшылықтарына қарамастан, пассивация айтарлықтай қиындықтар туғызады, әсіресе ұзақ уақыт әрекетсіз тұрғаннан кейін батарея қайта іске қосылғанда. Пассивация қабатының оқшаулағыш қасиеттері ішкі қарсылықтың жоғарылауына әкелуі мүмкін, соның нәтижесінде:
●Төмендетілген бастапқы кернеу (кернеу кідірісі)
●Жалпы сыйымдылықтың төмендеуі
●Баяу жауап беру уақыты
Бұл әсерлер GPS трекерлері, апаттық орынды анықтау таратқыштары және кейбір медициналық құрылғылар сияқты белсендірілгеннен кейін бірден жоғары қуатты қажет ететін құрылғыларда қиындық тудыруы мүмкін.
Пассивацияның әсерлерін жою немесе азайту
1. Жүктемені қолдану: Пассивацияның әсерін азайтудың жалпы әдістерінің бірі аккумуляторға қалыпты электр жүктемесін қолдануды қамтиды. Бұл жүктеме пассивация қабатын «сындыруға» көмектеседі, бұл иондардың электродтар арасында еркін ағып кетуіне мүмкіндік береді. Бұл әдіс көбінесе құрылғылар жадтан шығарылғанда және оларды дереу орындау қажет болғанда қолданылады.
2. Импульстік зарядтау: Неғұрлым ауыр жағдайларда импульстік зарядтау деп аталатын әдісті қолдануға болады. Бұл пассивация қабатын агрессивті түрде бұзу үшін батареяға қысқа, жоғары ток импульстерінің сериясын қолдануды қамтиды. Бұл әдіс тиімді болуы мүмкін, бірақ батареяны зақымдамау үшін оны мұқият басқару керек.
3. Батареяны күйге келтіру: Кейбір құрылғыларда сақтау кезінде батареяға мерзімді түрде жүктеме түсіретін кондиционерлеу процесі бар. Бұл алдын алу шарасы пайда болатын пассивация қабатының қалыңдығын барынша азайтуға көмектеседі, бұл батареяның өнімділік айтарлықтай нашарлауынсыз пайдалануға дайын күйінде қалуын қамтамасыз етеді.
4. Бақыланатын сақтау шарттары: Батареяларды бақыланатын қоршаған орта жағдайларында (оңтайлы температура мен ылғалдылық) сақтау пассивация қабатының қалыптасу жылдамдығын да төмендетуі мүмкін. Салқынырақ температура пассивацияға қатысатын химиялық реакцияларды бәсеңдетуі мүмкін.
5. Химиялық қоспалар: Кейбір аккумулятор өндірушілері пассивация қабатының өсуін немесе тұрақтылығын шектейтін электролитке химиялық қосылыстар қосады. Бұл қоспалар батареяның қауіпсіздігіне немесе жарамдылық мерзіміне нұқсан келтірместен ішкі кедергіні басқарылатын деңгейде ұстауға арналған.
Қорытындылай келе, пассивация бастапқыда литий-тионилхлоридті батареялардағы кемшілік сияқты көрінуі мүмкін, бірақ бұл екі жүзді қылыш, ол да айтарлықтай артықшылықтар береді. Пассивацияның табиғатын, оның әсерлерін және осы әсерлерді азайту әдістерін түсіну бұл батареялардың практикалық қолданбаларда өнімділігін арттыру үшін өте маңызды. Жүктемені қолдану, импульстік зарядтау және батареяны күйге келтіру сияқты әдістер пассивацияны басқаруда, әсіресе маңызды және сенімділігі жоғары қолданбаларда өте маңызды. Технология дамыған сайын аккумулятор химиясы мен басқару жүйесін одан әрі жетілдіру пассивацияны өңдеуді жақсартады, осылайша литий негізіндегі батареялардың қолдану мүмкіндігі мен тиімділігін кеңейтеді.
Хабарлама уақыты: 2024 жылдың 11 мамыры
