Yangi energiyaning asosiy komponenti sifatida, quvvat lityum batareyasini zaryadlash va tushirish jarayoni
2018-yilda yangi energiya vositalari maydoni porox bilan to'la va uzoq batareya muddati turli avtomobil kompaniyalari uchun ichki bozor uchun raqobat qilish uchun og'ir vazifaga aylandi. Yirik avtomobil kompaniyalari yuqori{1}}batareya muddati yuqori bo‘lgan yangi modellar bilan tobora ko‘proq yuqori darajadagi iste’molchilarni jalb qilmoqda. Fevral oyi oxirida Denza 500 rasman taqdim etildi; mart oyi oxirida Geely yangi Emgrand EV450 modelini rasman ishga tushirdi; aprel oyining boshida BYD 400 kilometrdan ortiq batareya quvvatiga ega Qin EV450, e5450 va Song EV400 nomli uchta yangi modelni ishga tushirdi.
Biroq, texnik nuqtai nazardan, quvvat akkumulyatori elektr transport vositalarining ultra-uzoq ishlash muddatini aniqlashning yadrosi va kalitidir. AC sekin zaryadlash va shahar tez zaryadlashning ikkita zaryadlash usulini misol tariqasida oladigan bo'lsak, to'g'ri va to'g'ri foydalanish usuli nafaqat quvvat batareyasining quvvatini maksimal darajada oshirishi, balki batareyaning ishlash muddatini ham uzaytirishi mumkin. Bilimlarni ommalashtirish nuqtai nazaridan, energiya batareyalarining hozirgi energiya zichligi texnologiyasi darajasiga asoslanib, iste'molchilarga quvvat akkumulyatorlarini zaryadlash va tushirish jarayonini va turli xil batareya materiallarining zaryadlash va tushirish quvvatiga ta'sirini tushunishga imkon berish kerak, to'g'ri foydalanish odatlarini rivojlantirish va quvvatni uzaytirish uchun Batareyaning xizmat qilish muddati elektr transport vositasining uzoq-batareyasining ishlash muddatini ta'minlaydi.
Zaryad va zaryadsizlanish elektronlari bir-biridan qochib ketadi
Hozirgi vaqtda yirik elektr avtomobil kompaniyalari tomonidan ishlatiladigan ikkita mashhur quvvat akkumulyatori mavjud, biri lityum temir fosfat batareyasi, ikkinchisi esa uchlik lityum batareyadir. Biroq, qanday turdagi batareya bo'lishidan qat'i nazar, zaryadlash jarayonini taxminan quyidagi to'rt bosqichga bo'lish mumkin, ya'ni doimiy oqim zaryadlash bosqichi, doimiy kuchlanishli zaryadlash bosqichi, to'liq zaryadlash bosqichi va suzuvchi zaryadlash bosqichi.
Doimiy oqim zaryadlash bosqichida zaryadlash oqimi doimiy ravishda saqlanadi, zaryadlash quvvati tez o'sib boradi va batareya zo'riqishida ham ortadi. Doimiy kuchlanishli zaryadlash bosqichida, nomidan ko'rinib turibdiki, zaryadlash kuchlanishi doimiy bo'lib qoladi. Zaryadlangan quvvat o'sishda davom etsa-da, batareya zo'riqishida asta-sekin ko'tariladi va zaryadlash oqimi ham kamayadi. Batareya to'liq zaryadlanganda, zaryadlovchi oqim float kommutatsiya oqimidan pastga tushadi va zaryadlovchining zaryadlash kuchlanishi float kuchlanishiga tushadi. Float zaryadlash bosqichida zaryadlash kuchlanishi float kuchlanishida qoladi.
The charging and discharging process of lithium ion batteries is the process of intercalation and deintercalation of lithium ions. In the process of intercalation and deintercalation of lithium ions, it is accompanied by the intercalation and deintercalation of electrons equivalent to lithium ions (usually the positive electrode is represented by intercalation or deintercalation, and the negative electrode is represented by intercalation or deintercalation). During the entire charging process, the electrons on the positive electrode will run to the negative electrode through the external circuit, and the positive lithium ions Li plus will pass from the positive electrode through the electrolyte, through the diaphragm material, and finally reach the negative electrode, where they stay and combine with the "resident" electrons Together, it is reduced to Li embedded in the carbon material of the negative electrode. The data shows that the carbon as the negative electrode has a layered structure, and it has many micropores. The lithium ions reaching the negative electrode are embedded in the micropores of the carbon layer. The more lithium ions are embedded, the higher the charging capacity.
On the contrary, when the battery is discharged (that is, the process of using the battery), the Li embedded in the negative electrode carbon material loses electrons, the electrons on the negative electrode "moves" to the positive electrode through the external circuit, and the positive lithium ion Li plus crosses the electrolyte from the negative electrode, It crosses the separator material, reaches the positive electrode, and combines with the "resident" electron electrons. Likewise, the more lithium ions returned to the positive electrode, the higher the capacity of the discharge.
Samaradorlikni ta'minlash uchun to'rtta material
Quvvatli batareyalarni zaryadlash va tushirish jarayonida turli xil asosiy materiallar (musbat elektrod materiallari, salbiy elektrod materiallari, diafragmalar, elektrolitlar va boshqalar) qanday rol o'ynaydi?
Birinchisi, ijobiy elektrod materialidir. Ijobiy elektrod materialiga kelsak, faol material odatda lityum manganat yoki lityum kobaltat, lityum nikel kobalt manganat va boshqa materiallardir. Asosiy mahsulotlar asosan lityum temir fosfatdan foydalanadi.
Ikkinchisi - salbiy elektrod materiali. Salbiy elektrod materiali taxminan uglerod salbiy elektrodga, qalayga asoslangan salbiy elektrodga, litiy o'tish metall nitridi manfiy elektrodga, qotishma salbiy elektrodga, nano-miqyosdagi salbiy elektrodga va nano-ga bo'linadi. materiallar. Ular orasida litiy{3}}ionli batareyalarda ishlatiladigan salbiy elektrod materiallari asosan uglerod materiallari, masalan, sun'iy grafit, tabiiy grafit, mezofazali uglerod mikrosferalari, neft koksi, uglerod tolasi, piroliz qatroni uglerod va boshqalardir. nano-oksid materiallari tashvishlanar ekan, 2009 yilda lityum batareyaning yangi energiya sanoatining so'nggi bozor rivojlanish tendentsiyasiga ko'ra, ba'zi kompaniyalar nano-titan oksidi va nano{{7} foydalanishni boshladilar. }} kremniy oksidi an'anaviy grafit, qalay oksidi va uglerod nanotubalarini qo'shish uchun. , lityum batareyalarning zaryad-zaryad qilish quvvati va zaryadsizlanish-sonini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Uchinchisi - elektrolitlar eritmasi, odatda lityum tuzi, masalan, lityum perklorat (LiClO4), lityum heksafluorofosfat (LiPF6), lityum tetrafloroborat (LiBF4) va boshqalar. Batareyaning ish kuchlanishi suvning parchalanish kuchlanishidan ancha yuqori bo'lganligi sababli, organik erituvchilar ko'pincha litiy{3}}ionli akkumulyatorlarda qo'llaniladi, lekin organik erituvchilar ko'pincha zaryadlash vaqtida grafitning tuzilishini buzadi va bu uning tozalanishiga olib keladi, va uning yuzasida qattiq elektrolit plyonka hosil qiladi, bu esa elektrod passivatsiyasiga olib keladi. . Bundan tashqari, yonuvchanlik va portlash kabi xavfsizlik muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.
To'rtinchisi - ajratuvchi. Batareyaning asosiy tarkibiy qismlaridan biri sifatida ajratuvchi ishlashining afzalliklari batareyaning interfeys tuzilishini va ichki qarshiligini aniqlaydi, bu esa o'z navbatida batareya quvvatiga, tsiklning ishlashiga, zaryadlash va tushirish oqimining zichligiga va boshqa asosiy xususiyatlarga ta'sir qiladi. Umuman olganda, bitta qatlamli va ko'p{1}}qatlamli ajratgichlar kabi keng tarqalgan ishlatiladigan ajratgichlarning bir necha turlari mavjud. Ma'lum bo'lishicha, ba'zi mahalliy kompaniyalar biroz qalinroq diafragmalarni tanlaydilar va ba'zi kompaniyalar qalinligi 31 qatlamli diafragmalardan foydalanadilar. Diafragma ishlab chiqarishning yuqori texnik chegarasi tufayli mahalliy lityum -batareya diafragma texnologiyasi va xorijiy mamlakatlar o'rtasida hali ham bir oz bo'shliq mavjud.
Ma'lumotlarga ko'ra, diafragma mikro gözenekli tuzilishga ega bo'lgan maxsus shakllangan polimer plyonkadir. Elektrolitni so'rib olgandan so'ng, qisqa tutashuvlarni oldini olish uchun ijobiy va salbiy elektrodlarni ajratib qo'yishi mumkin. Shu bilan birga, u litiy{0}}ion batareyaning zaryadlash va tushirish funksiyasi va tezligini amalga oshirishi va litiy ionlarining o'tkazuvchanligini amalga oshirishi uchun mikrog'ovak kanalni ta'minlaydi. Batareya haddan tashqari zaryadlanganda yoki harorat sezilarli darajada o'zgarganda, ajratgich portlashni oldini olish uchun yopiq teshiklar orqali oqim o'tkazuvchanligini bloklaydi.
