Negatīva litija nogulsnēšanās ir patoloģiska parādība, kas īpašos apstākļos var rasties litija baterijās, nopietni apdraudot akumulatora veiktspēju un drošību. Tātad, kā parastie lietotāji, kā mēs varam noteikt, vai litija akumulators, kuru mēs izmantojam, ir piedzīvojusi negatīvu litija nogulsnēšanos?
1 Izprotiet litija nogulsnēšanās pamatkoncepciju uz negatīviem elektrodiem
Negatīva elektrodu litija nogulsnēšanās, kā norāda nosaukums, attiecas uz procesu, kurā litija joni neizdodas veiksmīgi iegult negatīvā elektrodu materiālā litija akumulatora uzlādes laikā, bet tā vietā nogulsnējas metāla litija veidā uz negatīvā elektrodu virsmas. Šī parādība parasti notiek īpašos apstākļos, piemēram, zemā temperatūrā, ātrā uzlādēšanā un pārmaksā. Nokrišais metāliskais litijs bieži pastāv dendrītisko kristālu veidā, kas pazīstams kā litija dendriti. Litija dendrītu pieaugums ne tikai samazina kopējo veiktspēju un saīsina akumulatora cikla kalpošanas laiku, bet arī var caurdurt atdalītāju, izraisot iekšējās īsās ķēdes un pat nopietnas sekas, piemēram, ugunsgrēkus vai sprādzienus.
2 Parastās litija nogulsnēšanās pazīmes negatīvos elektrodos
Lai arī litija bateriju iekšējā struktūra un ķīmiskās reakcijas ir sarežģītas, mēs varam provizoriski noteikt, vai ar dažām ārējām pazīmēm ir notikusi negatīvā elektrodu litija nogulsnēšanās parādība:
Akumulatora jaudas degradācija:
Negatīvā elektrodu litija nogulsnēšanās patērēs pārvietojamos litija jonus akumulatora iekšpusē, kā rezultātā akumulatora ietilpība tiks pakāpeniska. Ja atklājat, ka akumulatora lietošanas laiks ir ievērojami saīsināts vai akumulators pēc uzlādēšanas ātri izplūst, tas var būt litija nogulsnēšanās signāls negatīvajā elektrodā.
Nenormāla uzlāde:
Uzlādes procesa laikā, ja akumulators sakarst, paplašinās vai piedzīvo neparasti ilgstošu uzlādes laiku, tas var būt arī litija nogulsnēšanās pazīme no negatīvā elektroda. Īpaši zemas temperatūras vidē vai, ja tiek izmantota augsta ātruma uzlāde, šīs parādības ir izteiktākas.
Nestabila akumulatora veiktspēja:
Negatīva litija nogulsnēšanās var ietekmēt bateriju veiktspējas stabilitāti. Ja akumulatora lietošanas laikā pamanāt ievērojamas sprieguma svārstības vai patoloģiskas izlādes līknes, tas var būt saistīts ar litija nogulsnēšanos no negatīvā elektroda.
3 Destruktīva testēšanas metode litija nogulsnēšanai uz negatīviem elektrodiem
Parastiem lietotājiem ir acīmredzami nereāli tieši izjaukt akumulatoru, lai novērotu, vai uz negatīvās elektrodu virsmas ir litija metāla nokrišņi. Par laimi, pētnieki ir izstrādājuši dažādas nesagraujošas metodes litija nogulsnēšanās noteikšanai negatīvos elektrodos, kas var novērtēt akumulatora iekšējo stāvokli, to neizjaucot. Šeit ir dažas izplatītas nesagraujošas pārbaudes metodes:
1. Patoloģiska sildīšana uzlādes laikā
Pašpārbaudes metode: uzlādējiet ierīci ar sākotnējo lādētāju 30 minūtes istabas temperatūrā (20-25 grāds) un pieskarieties ierīces apvalkam ar roku.
Bīstamības pazīmes: vietējā temperatūra, kas pārsniedz 50 grādus (jūtas ievērojami karsta, nespēj nepārtraukti pieskarties 3 sekundēm); Temperatūra nesamazinās, bet palielinās vēlākās uzlādes posmā (normālām baterijām vajadzētu pakāpeniski atdzist pēc 90% maksas).
Princips: litija evolūcija pastiprinās sānu reakcijas, izraisot iekšējās pretestības palielināšanos un lielāku elektriskās enerģijas pārvēršanu siltumenerģijā.
2. Niršanas stila noārdīšanās akumulatora darbības laikā
Pašpārbaudes metode: reģistrējiet ierīces lietošanas laiku no pilna uzlādes līdz 20% jaudai un 3 reizes novērojiet nepārtraukti.
Brīdinājuma zīmes: akumulatora darbības laiks ir samazināts par vairāk nekā 30% (ja sākotnējais video atskaņošanas laiks bija 6 stundas, tagad tas ir mazāks par 4 stundām); Spriegums strauji pazeminās, kad akumulators ir zems (piemēram, kad mobilā tālruņa akumulatora līmenis uzreiz pazeminās no 15% līdz 1%).
4 Profesionālās pārbaudes metodes (precīza diagnoze)
1. Elektroķīmiskās pārbaudes metode
Negatīva elektrodu potenciāla mērīšana
Izmērot negatīvo elektrodu potenciālu caur trīs elektrodu sistēmu, ja tā ir zem 0 V (pret Li/Li ⁺), tas norāda uz litija nogulsnēšanās rašanos. Šī metode ir precīza, bet nepieciešama laboratorijas pārbaude.
Sprieguma relaksācijas metode
Pēc uzlādes ļaujiet tai nostāvēties vairākas stundas un laika gaitā noformēt sprieguma variācijas līkni. Litija nokrišņi var izraisīt "pagrieziena punktu" līknē, jo litija dendrītu un elektrolītu reakcija patērē litija jonus.
Elektroķīmiskās pretestības spektroskopija (EIS)
Litija nogulsnēšanās var mainīt bateriju pretestības īpašības. Lādēšanas pārnešanas pretestība samazinās (litija nogulsnēšanās zaru pievienošanas dēļ), bet omiskā pretestība var palielināties SEI plēves sabiezēšanas dēļ.
2. Fiziskās raksturojuma metode
Izjaukt un novērot
Pelēki balti metāliski litija nogulsnes parādās uz negatīvās elektrodu virsmas, vai arī atdalītājs maina krāsu un lokāli sabiezē.
Ultraskaņas/rentgena pārbaude
Ievērojiet litija dendrītu augšanu akumulatora iekšpusē, izmantojot nesagraujošu attēlveidošanas tehnoloģiju.
3. Ilgtermiņa uzraudzības metode
Kulona efektivitātes analīze
Litija nogulsnēšanās var izraisīt uzlādes un izlādes efektivitātes samazināšanos. Pārraugot Kulona efektivitāti ar augstas precizitātes kulona skaitītāju, ja tas joprojām ir zems, tas var liecināt par litija nogulsnēšanos.
Dinamiska izlādes noteikšana
Izlādes procesa laikā sprieguma platformas patoloģiska uzraudzība var izraisīt sprieguma svārstības vai platformu saīsināšanu litija nogulsnēšanās dēļ.
5 Profilaktiski pasākumi un ieteikumi
Lai izvairītos no negatīvās elektrodu litija nogulsnēšanās parādības litija baterijās, mēs varam veikt šādus profilaktiskus pasākumus:
Izvairieties no lādēšanas zemas temperatūras:
Uzlāde zemā temperatūrā palielina litija nogulsnēšanās risku uz negatīvo elektrodu. Tāpēc, kad vien iespējams, ieteicams izvairīties no litija bateriju uzlādēšanas vidē ar zemu temperatūru.
Saprātīga ātras uzlādes funkcijas izmantošana:
Lai arī ātra uzlādes tehnoloģija var ievērojami saīsināt uzlādes laiku, pārmērīgi augstas uzlādes likmes var izraisīt litija nogulsnēšanos negatīvajā elektrodā. Tāpēc, lietojot ātru uzlādes funkciju, ir jānodrošina, lai akumulators būtu atbilstošā temperatūras diapazonā, un izvairīties no biežas ātras uzlādes izmantošanas.
Regulāra bateriju apkope:
Regulāra akumulatoru apkope un pārbaude, savlaicīga akumulatora problēmu noteikšana un apstrāde var pagarināt bateriju kalpošanas laiku un samazināt negatīvas elektrodu litija nogulsnēšanās risku.