Lý do cho dung lượng thấp của pin lithium là gì?
1. Sự thay đổi cấu trúc của vật liệu làm catốt
Vật liệu cực âm là nguồn chính của pin lithium-ion. Khi các ion lithium được loại bỏ khỏi điện cực dương, để duy trì trạng thái trung tính của vật liệu, các nguyên tố kim loại chắc chắn sẽ bị oxy hóa đến trạng thái oxy hóa cao, kèm theo đó là sự thay đổi thành phần. Sự biến đổi thành phần dễ dẫn đến chuyển pha và thay đổi cấu trúc đồng loạt. Sự chuyển pha của vật liệu điện cực có thể gây ra sự thay đổi của các tham số mạng tinh thể và sự không phù hợp của mạng tinh thể. Ứng suất gây ra do sự phá vỡ kết quả của các hạt tinh thể và sự lan rộng của các vết nứt, gây ra thiệt hại cơ học cho cấu trúc của vật liệu, từ đó dẫn đến hiệu suất điện hóa của pin lithium bị suy giảm.
Các vật liệu cực dương thường được sử dụng cho pin lithium thương mại bao gồm vật liệu carbon, lithium titanate, v.v. Bài viết này sử dụng than chì cực dương điển hình để phân tích. Sự suy giảm dung lượng pin lithium xảy ra lần đầu tiên trong giai đoạn hình thành, trong giai đoạn này SEI sẽ được hình thành trên bề mặt của điện cực âm, tiêu thụ một phần ion lithium.
Với việc sử dụng pin lithium, những thay đổi trong cấu trúc than chì cũng sẽ khiến dung lượng pin giảm đi. Nghiên cứu cho thấy rằng mặc dù vật liệu carbon sau chu kỳ duy trì hình thái và cấu trúc của than chì, nhưng chiều rộng một nửa chiều cao của mặt phẳng tinh thể (002) của nó trở nên lớn hơn, dẫn đến kích thước hạt tinh thể nhỏ hơn theo hướng trục c và thay đổi cấu trúc tinh thể dẫn đến vết nứt trong vật liệu carbon. , Do đó phá hủy màng SEI trên bề mặt của điện cực âm và thúc đẩy quá trình sửa chữa màng SEI. Sự phát triển quá mức của màng SEI tiêu thụ lithium hoạt động, do đó gây ra sự suy giảm dung lượng không thể phục hồi của pin lithium.
3. Sự phân hủy oxy hóa của chất điện phân
Bản chất của chất điện phân ảnh hưởng đáng kể đến dung lượng cụ thể, tuổi thọ, hiệu suất sạc và xả, phạm vi nhiệt độ hoạt động và hiệu suất an toàn của pin lithium. Chất điện phân chủ yếu bao gồm ba phần: dung môi, chất điện phân và phụ gia. Sự phân hủy dung môi và sự phân hủy chất điện phân sẽ làm giảm dung lượng pin. Sự phân hủy và phản ứng phụ của chất điện phân là những yếu tố chính làm suy giảm dung lượng của pin lithium. Bất kể các vật liệu và quy trình tích cực và tiêu cực được sử dụng, khi pin lithium được tái chế, sự phân hủy chất điện phân và giao diện giữa các vật liệu tích cực và tiêu cực sẽ xảy ra. Phản ứng sẽ gây suy giảm công suất.
4. Sạc và xả nhanh
Trong quá trình sạc nhanh, mật độ dòng điện quá lớn, điện cực âm bị phân cực mạnh và sự lắng đọng của pin lithium sẽ rõ ràng hơn, điều này sẽ làm cho lá đồng ở ranh giới giữa lá đồng và vật liệu hoạt tính carbon trở nên giòn, và rất dễ tạo ra các vết nứt. Cuộn dây tự phát của tế bào bị giới hạn bởi không gian cố định và lá đồng không thể co giãn tự do để tạo áp suất. Dưới tác động của áp suất, các vết nứt ban đầu lan rộng và lớn dần, đồng thời lá đồng bị vỡ do không đủ không gian giãn nở.
5. Sạc và xả sâu trong thời gian dài
Xả nên được chuyển đến cấu trúc bên trong. Thứ nhất, nó sẽ gây ra sự bay hơi quá mức của chất điện phân, và thứ hai, phản ứng quá mức của điện cực âm của pin lithium sẽ khiến màng điện môi thay đổi, khiến khả năng khử xen kẽ giảm và hình thành sự mất mát vĩnh viễn;
Sạc điện chủ yếu từ ổn định điện áp và tăng điện áp lưới điện lúc nửa đêm. Bộ sạc đã ngừng sạc sẽ tiếp tục sạc sau khi điện áp tăng lên. Điều này sẽ khiến pin bị sạc quá mức và gây ra sự thay đổi cấu trúc của vật liệu điện cực dương. Phản ứng oxy hóa dữ dội sau đó đốt cháy và phát nổ; dung môi hữu cơ điện phân/muối lithium điện phân bị phân hủy; sự phát triển lithium của điện cực âm có thể làm cho bộ thu đồng của điện cực âm bị hòa tan và điện cực dương tạo thành sợi nhánh đồng.
6. Yếu tố nhiệt độ
Nhiệt độ chắc chắn là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin lithium. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ làm giảm hàm lượng ion lithium hoạt động, do đó làm giảm tuổi thọ của pin lithium.
Nguyên nhân làm giảm dung lượng pin:
1. Pin bị lão hóa và giảm sút.
2. Tốc độ tự xả khác nhau, dẫn đến các ô pin nối tiếp không cân bằng, cuối cùng dẫn đến giảm dung lượng và độ bền của pin lithium.
3. Trong quá trình sử dụng pin và sạc và xả, hiện tượng "lưu hóa" sẽ ảnh hưởng đến dung lượng pin.
Pin lithium không cân bằng, làm thế nào để trở lại bình thường?
1. Trước tiên, hãy sạc toàn bộ bộ pin lithium, sau đó thả nổi trong 2 đến 3 giờ sau khi bật đèn. Nếu bộ pin bị cạn kiệt trong một thời gian dài và không thể sạc được, bạn có thể sạc trực tiếp trong 10 phút (sử dụng cổng xả), sau đó sạc bình thường.
2. Rút cáp của bo mạch bảo vệ. Trước khi rút phích cắm, vui lòng đánh dấu. Đối với bo mạch có 2 cáp, không thể đảo ngược cáp. Đo điện áp của các chân liền kề trên cáp. Nếu là 48V thì có 16 vôn, còn 60V là 20 vôn. Chuỗi điện áp đầu tiên từ cực âm là điện áp từ cực âm của bộ pin đến cáp đầu tiên, v.v. Tìm chuỗi đơn có điện áp thấp hơn 3,50V, đánh giá các cực dương và cực âm và đánh dấu chúng.
3. Dùng sạc 3.6v để sạc dây đơn có điện áp thấp hơn 3.50v đến 3.60 đến 3.70V. Tuy nhiên, cần phải có người túc trực để ngăn chặn việc pin lithium bị chai do sạc quá mức.
4. Cắm cáp dẹt lại theo thứ tự ban đầu, chú ý không đảo ngược kết nối, lắp pin rồi đưa vào sử dụng.
Với việc sử dụng liên tục, dung lượng của pin lithium sẽ tự nhiên giảm xuống, biểu hiện ở việc giảm điện áp và không đủ dung lượng. Điều này liên quan đến đặc tính vật liệu của pin lithium. Hiểu đơn giản là hoạt động của các ion lithium sẽ tiếp tục giảm khi sử dụng, cho đến khi năng lực cuối cùng bị suy giảm.
Để kéo dài tuổi thọ của pin lithium, thông thường nên sử dụng pin lithium ở chế độ sạc cạn và xả cạn. Không lạm dụng pin lithium hoặc sạc pin khi gần hết điện. Điều này gây bất lợi cho tuổi thọ của pin lithium.
Bản chất của sự suy giảm ảnh hưởng đến việc giảm dung lượng của pin lithium là sự giảm hàm lượng các ion lithium có thể được chiết xuất. Các yếu tố chính là hư hỏng cấu trúc hoặc vô hiệu hóa các vật liệu tích cực và tiêu cực, sự phân hủy chất điện phân và lạm dụng pin lithium. Thông thường, pin lithium phải được sử dụng đúng cách để kéo dài tuổi thọ của pin lithium.