Пасивација во литиумски батерии
Пасивација во литиумските батерии, особено оние што користат литиум тионил хлорид (LiSOCl2) хемија, се однесува на вообичаен феномен каде што се формира тенок филм над литиумската анода. Овој филм е составен главно од литиум хлорид (LiCl), нуспроизвод на примарната хемиска реакција во клетката. Иако овој слој на пасивација може да влијае на перформансите на батеријата, особено по долги периоди на неактивност, тој исто така игра клучна улога во подобрувањето на рокот на траење и безбедноста на батеријата.
Формирање на пасивниот слој
Во батериите со литиум тионил хлорид, пасивацијата се јавува природно поради реакцијата помеѓу литиумската анода и електролитот на тионил хлорид (SOCl2). Оваа реакција произведува литиум хлорид (LiCl) и сулфур диоксид (SO2) како нуспроизводи. Литиум хлоридот постепено формира тенок, цврст слој на површината на литиумската анода. Овој слој делува како електричен изолатор, попречувајќи го протокот на јони помеѓу анодата и катодата.
Придобивките од пасивноста
Слојот за пасивација не е целосно штетен. Неговата примарна придобивка е подобрувањето на рокот на траење на батеријата. Со ограничување на стапката на само-празнење на батеријата, слојот за пасивација осигурува дека батеријата го задржува своето полнење во подолги периоди на складирање, што ги прави LiSOCl2 батериите идеални за апликации каде што долготрајната сигурност без одржување е од клучно значење, како на пример при итни случаи и резервна енергија материјали, воени и медицински помагала.
Покрај тоа, слојот за пасивација придонесува за целокупната безбедност на батеријата. Ги спречува прекумерните реакции помеѓу анодата и електролитот, што може да доведе до прегревање, пукање или дури и експлозии во екстремни случаи.
Предизвици на пасивноста
И покрај неговите придобивки, пасивноста носи значителни предизвици, особено кога батеријата ќе се врати во употреба по долг период на неактивност. Изолационите својства на пасивирачкиот слој може да доведат до зголемен внатрешен отпор, што може да резултира со:
lНамален почетен напон (доцнење на напонот)
lНамален вкупен капацитет
lПобавно време на одговор
Овие ефекти може да бидат проблематични кај уредите за кои е потребна голема моќност веднаш по активирањето, како што се GPS тракерите, предавателите за локација за итни случаи и некои медицински уреди.
Отстранување или намалување на ефектите од пасивноста
1. Примена на оптоварување: Еден вообичаен метод за ублажување на ефектите од пасивација вклучува примена на умерено електрично оптоварување на батеријата. Ова оптоварување помага да се „скрши“ слојот на пасивација, во суштина дозволувајќи им на јоните да почнат послободно да течат помеѓу електродите. Овој метод често се користи кога уредите се извадени од складиштето и се бара веднаш да се изведат.
2. Импулсно полнење: За потешки случаи, може да се користи техника наречена пулсно полнење. Ова вклучува примена на серија кратки импулси со висока струја на батеријата за поагресивно да се наруши слојот за пасивација. Овој метод може да биде ефективен, но мора внимателно да се управува за да се избегне оштетување на батеријата.
3. Кондиционирање на батеријата: Некои уреди вклучуваат процес на климатизација кој периодично нанесува оптоварување на батеријата за време на складирањето. Оваа превентивна мерка помага да се минимизира дебелината на слојот за пасивација што се формира, осигурувајќи дека батеријата останува подготвена за употреба без значително влошување на перформансите.
4. Контролирани услови за складирање: Чувањето на батериите под контролирани услови на животната средина (оптимална температура и влажност) исто така може да ја намали стапката на формирање на пасивизациски слој. Пониските температури можат да ги забават хемиските реакции вклучени во пасивацијата.
5. Хемиски адитиви: Некои производители на батерии додаваат хемиски соединенија во електролитот што може да го ограничи растот или стабилноста на слојот за пасивација. Овие адитиви се дизајнирани да го одржуваат внатрешниот отпор на податливи нивоа без да се загрози безбедноста или рокот на траење на батеријата.
Како заклучок, иако пасивноста првично може да изгледа како недостаток кај батериите со литиум тионил хлорид, тоа е меч со две острици кој исто така нуди значителни придобивки. Разбирањето на природата на пасивацијата, нејзините ефекти и методите за ублажување на овие ефекти е од клучно значење за максимизирање на перформансите на овие батерии во практична примена. Техниките како што се нанесување оптоварување, полнење на пулсот и климатизација на батеријата се клучни во управувањето со пасивацијата, особено во критичните апликации и апликациите со висока доверливост. Како што напредува технологијата, понатамошните подобрувања во хемијата на батериите и системите за управување се очекува да го подобрат справувањето со пасивацијата, а со тоа да ја прошират применливоста и ефикасноста на батериите базирани на литиум.
Време на објавување: мај-11-2024 година
