Negativno taloženje litija je nenormalna pojava koja se može pojaviti u litijevim baterijama pod određenim uvjetima, što predstavlja ozbiljnu prijetnju performansama i sigurnosti baterije. Dakle, kao obični korisnici, kako možemo utvrditi je li litij baterija koju koristimo doživjela negativno taloženje litija?
1 Shvatite osnovni koncept taloženja litija na negativnim elektrodama
Negativno taloženje litija, kao što naziv sugerira, odnosi se na postupak u kojem litijevi ioni ne uspijevaju uspješno ugraditi u materijal negativnog elektroda tijekom punjenja litijeve baterije, već umjesto toga taložiti u obliku metalnog litija na površini negativne elektrode. Taj se fenomen obično događa u specifičnim uvjetima kao što su niska temperatura, brzo punjenje i preplavivanje. Igludeni metalni litij često postoji u obliku dendritičkih kristala, poznatih kao litijev dendriti. Rast litijevih dendrita ne samo da smanjuje ukupne performanse i skraćuje vijek trajanja ciklusa baterije, već može probiti i separator, uzrokujući unutarnje kratke spojeve, pa čak i ozbiljne posljedice poput požara ili eksplozije.
2 uobičajeni znakovi taloženja litija u negativnim elektrodama
Iako su unutarnja struktura i kemijske reakcije litijevih baterija složene, možemo preliminarno utvrditi je li pojava negativne elektrode litij odlaganja došlo do nekih vanjskih znakova:
Degradacija kapaciteta baterije:
Taloženje litija negativnog elektroda konzumirat će pomične litijeve ione unutar baterije, što će rezultirati postupnim smanjenjem kapaciteta baterije. Ako ustanovite da je vrijeme korištenja baterije značajno skraćeno ili se baterija brzo istječe nakon punjenja, to može biti signal taloženja litija u negativnoj elektrodi.
Nenormalno punjenje:
Tijekom postupka punjenja, ako se baterija zagrijava, proširi ili doživi nenormalno produljeno vrijeme punjenja, to može biti i znak taloženja litija iz negativne elektrode. Osobito u okruženjima s niskim temperaturama ili kada se koriste visoke punjenja, ovi su fenomeni izraženiji.
Nestabilne performanse baterije:
Negativno taloženje litija može utjecati na stabilnost performansi baterija. Ako primijetite značajne fluktuacije napona ili nenormalne krivulje pražnjenja tijekom upotrebe baterije, to može biti posljedica taloženja litija iz negativne elektrode.
3 Metoda bez destruktivnog ispitivanja za taloženje litija na negativnim elektrodama
Za obične korisnike očito je nerealno izravno rastaviti bateriju kako bi se primijetilo postoji li oborine litij metala na površini negativne elektrode. Srećom, istraživači su razvili različite nerazorivne metode za otkrivanje taloženja litija u negativnim elektrodama, što može procijeniti unutarnje stanje baterije bez rastavljanja. Evo nekoliko uobičajenih nerazorskih metoda ispitivanja:
1. Nenormalno grijanje tijekom punjenja
Metoda samoodređenja: Napunite uređaj originalnim punjačem 30 minuta na sobnoj temperaturi (20-25 stupanj) i dodirnite kućište uređaja rukom.
Znakovi opasnosti: lokalna temperatura veća od 50 stupnjeva (osjeća se primjetno vruće, nesposobno kontinuirano dodirivati 3 sekunde); Temperatura se ne smanjuje, već se povećava tijekom kasnije faze punjenja (normalne baterije trebaju se postupno ohladiti nakon 90% naboja).
Načelo: evolucija litija pojačit će nuspojave, što će dovesti do povećanja unutarnjeg otpora i više pretvorbe električne energije u toplinsku energiju.
2. Degradacija traganja baterije stila ronjenja
Metoda samoispitivanja: Zabilježite vrijeme upotrebe uređaja od punog punjenja do 20% snage i neprestano promatrajte 3 puta.
Znakovi upozorenja: Životni vijek baterije smanjen je za više od 30% (ako je originalno vrijeme reprodukcije videozapisa bilo 6 sati, sada je manje od 4 sata); Napon naglo opada kada je baterija niska (primjerice kada razina baterije mobilnog telefona odmah padne s 15% na 1%).
4 Profesionalne metode ispitivanja (precizna dijagnoza)
1. Način elektrokemijskog ispitivanja
Negativno mjerenje potencijala elektrode
Mjerenjem potencijala negativne elektrode kroz sustav tri elektroda, ako je ispod 0 v (nasuprot li\/li ⁺), to ukazuje na pojavu taloženja litija. Ova je metoda precizna, ali zahtijeva laboratorijska ispitivanja.
Način opuštanja napona
Nakon punjenja, ostavite da stoji nekoliko sati i nacrtajte krivulju varijacije napona tijekom vremena. Litijeve oborine mogu uzrokovati "prekretnicu" u krivulji, jer reakcija između litijevih dendrita i elektrolita troši litijeve ione.
Elektrokemijska impedancija spektroskopija (EIS)
Taloženje litija može izmijeniti karakteristike impedancije baterija. Impedancija prijenosa naboja smanjuje se (zbog dodavanja grana taloženja litija), ali ohmička impedancija može se povećati zbog zadebljanja SEI filma.
2. Metoda fizičke karakterizacije
Rastaviti i promatrati
Siva bijela metalna litijeva naslage pojavljuju se na površini negativne elektrode, ili separator mijenja boju i lokalno se zgušnjava.
Ultrazvučno\/rendgensko testiranje
Promatrajte rast litijevih dendrita unutar baterije nerazornog tehnologije snimanja.
3. Dugoročna metoda praćenja
Coulomb analiza učinkovitosti
Taloženje litija može dovesti do smanjenja učinkovitosti punjenja i ispuštanja. Praćenjem učinkovitosti Coulomba s visokim preciznim Coulomb metrom, ako i dalje bude nizak, može ukazivati na taloženje litija.
Otkrivanje dinamičkog pražnjenja
Tijekom postupka pražnjenja, nenormalno praćenje naponske platforme može rezultirati fluktuacijama napona ili skraćivanjem platforme zbog taloženja litija.
5 preventivnih mjera i prijedloga
Da bismo izbjegli fenomen negativnog taloženja litija u litij baterijama, možemo poduzeti sljedeće preventivne mjere:
Izbjegavajte punjenje niske temperature:
Punjenje na niskim temperaturama povećava rizik od taloženja litija na negativnoj elektrodi. Stoga, kad god je to moguće, preporučljivo je izbjegavati punjenje litijevih baterija u okruženjima s niskim temperaturama.
Razumno korištenje funkcije brzog punjenja:
Iako tehnologija brzog punjenja može u velikoj mjeri skratiti vrijeme punjenja, pretjerano visoke stope punjenja također mogu dovesti do taloženja litija u negativnoj elektrodi. Stoga, kada se koristi funkcija brzog punjenja, potrebno je osigurati da se baterija nalazi unutar odgovarajućeg temperaturnog raspona i izbjegnete češće korištenje brzog punjenja.
Redovito održavanje baterija:
Redovito održavanje i pregled baterija, pravovremeno otkrivanje i rukovanje problemima s baterijama, mogu proširiti uslužni vijek baterija i smanjiti rizik od taloženja negativnog elektroda.