عوامل مختلفی که عملکرد چرخه باتری لیتیوم تایتانات را تحت تأثیر قرار می‌دهند

عوامل مختلفی که عملکرد چرخه باتری لیتیوم تایتانات را تحت تأثیر قرار می‌دهند

بدون شک، اهمیت عملکرد چرخه‌ای در باتری‌های لیتیوم تیتانات قابل توجه است. از دیدگاه کلی، طولانی‌تر بودن عمر چرخه به معنای مصرف کمتر منابع است. بنابراین، عواملی که بر عملکرد چرخه‌ای باتری‌های لیتیوم تأثیر می‌گذارند، موضوعی است که همه کسانی که با صنعت باتری لیتیوم سروکار دارند باید به آن توجه کنند. در ادامه، چندین عامل که ممکن است بر عملکرد چرخه‌ای باتری تأثیر بگذارند، برای اطلاع شما فهرست شده‌اند.

انواع مواد: انتخاب مواد، عامل اولیه‌ای است که عملکرد باتری‌های لیتیومی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. اگر ماده‌ای با عملکرد چرخه ضعیف انتخاب شود، حتی اگر فرآیند منطقی باشد و تولید کامل باشد، دوره چرخه هسته باتری حتماً نمی‌تواند تضمین شود؛ اما اگر ماده بهتری را انتخاب کنیم، حتی اگر در تولید بعدی مشکلاتی وجود داشته باشد، عملکرد چرخه شاید خیلی بد نباشد (لیتیوم کبالتات فقط حدود 135.5mAh/g دارد و لیتیوم آزاد می‌شود. حتی اگر با 1C بیش از 100 بار چرخه دهد، با 0.5C بیش از 500 بار و بیش از 90٪ باقی می‌ماند؛ پس از تجزیه باتری، ذرات گرافیت سیاه در الکترود منفی دیده می‌شود)، عملکرد چرخه طبیعی است). از نظر مواد، عملکرد چرخه یک باتری کامل توسط بدترین عملکرد چرخه بعد از جفت شدن الکترود مثبت و الکترولیت و عملکرد چرخه بعد از جفت شدن الکترود منفی و الکترولیت تعیین می‌شود. اگر عملکرد چرخه ماده ضعیف باشد، از یک طرف، ساختار بلوری ممکن است در طول چرخه به سرعت تغییر کند تا ادامه دادن به جایگزینی و خروج لیتیوم ممکن نباشد. از طرف دیگر، ماده فعال و الکترولیت متناظر نمی‌توانند فیلم SEI چگال و یکنواختی تولید کنند. واکنش‌های جانبی زودهنگام با الکترولیت موجب مصرف سریع الکترولیت می‌شود و این تأثیر منفی بر چرخه دارد. در طراحی سلول، اگر یک قطب موادی با عملکرد چرخه ضعیف را انتخاب کند، قطب دیگر نیازی ندارد موادی با عملکرد چرخه بهتر انتخاب کند، زیرا این امر از نظر اقتصادی از دست دادن است.

فشرده‌سازی الکترود مثبت و منفی: فشرده‌سازی الکترود مثبت و منفی اگرچه می‌تواند چگالی انرژی سلول را بهبود بخشد، اما تا حدی عملکرد چرخه‌ای مواد را کاهش می‌دهد. از تحلیل نظری، هر چه فشرده‌سازی بیشتر باشد، خسارت به ساختار ماده بیشتر است و ساختار ماده پایه‌ای برای تضمین اینکه باتری لیتیوم قابل بازیافت باشد، است؛ علاوه بر این، سلول‌های باتری با چگالی‌های بالای الکترود مثبت و منفی دارای ظرفیت نگهداری مایع کمتری هستند که این پایه‌ای برای تکمیل چرخه‌های عادی یا بیشتر در سلول باتری است.

رطوبت: رطوبت بیش از حد باعث واکنش‌های جانبی با مواد فعال مثبت و منفی می‌شود، ساختار آنها را نابود می‌کند و به چرخه‌بندی آسیب می‌زند. در عین حال، رطوبت زیاد برای شکل‌گیری فیلم SEI مفید نیست. با این حال، در حالی که حذف مقدار کمی از آب دشوار است، اما این مقدار کم آب می‌تواند تا حدی عملکرد سلول باتری را تضمین کند. متاسفانه، تجربه شخصی ون وو در این زمینه تقریباً صفر است و نمی‌تواند زیاد صحبت کند. اگر علاقه‌مند هستید، می‌توانید اطلاعاتی در این موضوع در انجمن جستجو کنید. هنوز هم اطلاعات زیادی وجود دارد.

چگالی فیلم پوشش: در نظر گرفتن تنها یک متغیر برای تأثیر چگالی فیلم بر دوران تقریباً کاری غیرممکن است. ناهمگونی در چگالی فیلم ممکن است منجر به تفاوت در ظرفیت یا تفاوت در تعداد لوله‌های سلول یا لایه‌های لامیناسیون شود. برای باتری‌های هم‌مدل، هم‌ظرفیت و هم‌مواد، کاهش چگالی ممبران معادل افزودن یک یا چند لایه لوله‌بندی یا لامیناسیون است. جدایی‌کننده متناظر افزایش‌یافته می‌تواند الکترولیت بیشتری را جذب کند تا دوران را تضمین کند. با توجه به اینکه چگالی فیلم نازک‌تر می‌تواند عملکرد سرعت سلول را افزایش دهد، خشک کردن و حذف آب از قطب‌ساز و سلول خالی نیز راحت‌تر خواهد بود. البته، خطای پوشش چگالی فیلم نازک ممکن است کنترل آن دشوارتر باشد. ذرات بزرگ نیز ممکن است تأثیر منفی بر پوشش و رول کردن داشته باشند. بیشتر شدن لایه‌ها معنی دارد بیشتر فولادک‌ها و جدایی‌کننده‌ها، که به نوبه خود نشان دهنده هزینه‌های بالاتر و چگالی انرژی کمتر است. بنابراین، ارزیابی نیز باید تعادل یابد.